Merge tag 'ext4_for_linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tytso...
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / fs / ext4 / ialloc.c
1 /*
2  *  linux/fs/ext4/ialloc.c
3  *
4  * Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995
5  * Remy Card (card@masi.ibp.fr)
6  * Laboratoire MASI - Institut Blaise Pascal
7  * Universite Pierre et Marie Curie (Paris VI)
8  *
9  *  BSD ufs-inspired inode and directory allocation by
10  *  Stephen Tweedie (sct@redhat.com), 1993
11  *  Big-endian to little-endian byte-swapping/bitmaps by
12  *        David S. Miller (davem@caip.rutgers.edu), 1995
13  */
14
15 #include <linux/time.h>
16 #include <linux/fs.h>
17 #include <linux/jbd2.h>
18 #include <linux/stat.h>
19 #include <linux/string.h>
20 #include <linux/quotaops.h>
21 #include <linux/buffer_head.h>
22 #include <linux/random.h>
23 #include <linux/bitops.h>
24 #include <linux/blkdev.h>
25 #include <asm/byteorder.h>
26
27 #include "ext4.h"
28 #include "ext4_jbd2.h"
29 #include "xattr.h"
30 #include "acl.h"
31
32 #include <trace/events/ext4.h>
33
34 /*
35  * ialloc.c contains the inodes allocation and deallocation routines
36  */
37
38 /*
39  * The free inodes are managed by bitmaps.  A file system contains several
40  * blocks groups.  Each group contains 1 bitmap block for blocks, 1 bitmap
41  * block for inodes, N blocks for the inode table and data blocks.
42  *
43  * The file system contains group descriptors which are located after the
44  * super block.  Each descriptor contains the number of the bitmap block and
45  * the free blocks count in the block.
46  */
47
48 /*
49  * To avoid calling the atomic setbit hundreds or thousands of times, we only
50  * need to use it within a single byte (to ensure we get endianness right).
51  * We can use memset for the rest of the bitmap as there are no other users.
52  */
53 void ext4_mark_bitmap_end(int start_bit, int end_bit, char *bitmap)
54 {
55         int i;
56
57         if (start_bit >= end_bit)
58                 return;
59
60         ext4_debug("mark end bits +%d through +%d used\n", start_bit, end_bit);
61         for (i = start_bit; i < ((start_bit + 7) & ~7UL); i++)
62                 ext4_set_bit(i, bitmap);
63         if (i < end_bit)
64                 memset(bitmap + (i >> 3), 0xff, (end_bit - i) >> 3);
65 }
66
67 /* Initializes an uninitialized inode bitmap */
68 static unsigned ext4_init_inode_bitmap(struct super_block *sb,
69                                        struct buffer_head *bh,
70                                        ext4_group_t block_group,
71                                        struct ext4_group_desc *gdp)
72 {
73         J_ASSERT_BH(bh, buffer_locked(bh));
74
75         /* If checksum is bad mark all blocks and inodes use to prevent
76          * allocation, essentially implementing a per-group read-only flag. */
77         if (!ext4_group_desc_csum_verify(sb, block_group, gdp)) {
78                 ext4_error(sb, "Checksum bad for group %u", block_group);
79                 ext4_free_group_clusters_set(sb, gdp, 0);
80                 ext4_free_inodes_set(sb, gdp, 0);
81                 ext4_itable_unused_set(sb, gdp, 0);
82                 memset(bh->b_data, 0xff, sb->s_blocksize);
83                 ext4_inode_bitmap_csum_set(sb, block_group, gdp, bh,
84                                            EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) / 8);
85                 return 0;
86         }
87
88         memset(bh->b_data, 0, (EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) + 7) / 8);
89         ext4_mark_bitmap_end(EXT4_INODES_PER_GROUP(sb), sb->s_blocksize * 8,
90                         bh->b_data);
91         ext4_inode_bitmap_csum_set(sb, block_group, gdp, bh,
92                                    EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) / 8);
93         ext4_group_desc_csum_set(sb, block_group, gdp);
94
95         return EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
96 }
97
98 void ext4_end_bitmap_read(struct buffer_head *bh, int uptodate)
99 {
100         if (uptodate) {
101                 set_buffer_uptodate(bh);
102                 set_bitmap_uptodate(bh);
103         }
104         unlock_buffer(bh);
105         put_bh(bh);
106 }
107
108 /*
109  * Read the inode allocation bitmap for a given block_group, reading
110  * into the specified slot in the superblock's bitmap cache.
111  *
112  * Return buffer_head of bitmap on success or NULL.
113  */
114 static struct buffer_head *
115 ext4_read_inode_bitmap(struct super_block *sb, ext4_group_t block_group)
116 {
117         struct ext4_group_desc *desc;
118         struct buffer_head *bh = NULL;
119         ext4_fsblk_t bitmap_blk;
120
121         desc = ext4_get_group_desc(sb, block_group, NULL);
122         if (!desc)
123                 return NULL;
124
125         bitmap_blk = ext4_inode_bitmap(sb, desc);
126         bh = sb_getblk(sb, bitmap_blk);
127         if (unlikely(!bh)) {
128                 ext4_error(sb, "Cannot read inode bitmap - "
129                             "block_group = %u, inode_bitmap = %llu",
130                             block_group, bitmap_blk);
131                 return NULL;
132         }
133         if (bitmap_uptodate(bh))
134                 goto verify;
135
136         lock_buffer(bh);
137         if (bitmap_uptodate(bh)) {
138                 unlock_buffer(bh);
139                 goto verify;
140         }
141
142         ext4_lock_group(sb, block_group);
143         if (desc->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_INODE_UNINIT)) {
144                 ext4_init_inode_bitmap(sb, bh, block_group, desc);
145                 set_bitmap_uptodate(bh);
146                 set_buffer_uptodate(bh);
147                 set_buffer_verified(bh);
148                 ext4_unlock_group(sb, block_group);
149                 unlock_buffer(bh);
150                 return bh;
151         }
152         ext4_unlock_group(sb, block_group);
153
154         if (buffer_uptodate(bh)) {
155                 /*
156                  * if not uninit if bh is uptodate,
157                  * bitmap is also uptodate
158                  */
159                 set_bitmap_uptodate(bh);
160                 unlock_buffer(bh);
161                 goto verify;
162         }
163         /*
164          * submit the buffer_head for reading
165          */
166         trace_ext4_load_inode_bitmap(sb, block_group);
167         bh->b_end_io = ext4_end_bitmap_read;
168         get_bh(bh);
169         submit_bh(READ, bh);
170         wait_on_buffer(bh);
171         if (!buffer_uptodate(bh)) {
172                 put_bh(bh);
173                 ext4_error(sb, "Cannot read inode bitmap - "
174                            "block_group = %u, inode_bitmap = %llu",
175                            block_group, bitmap_blk);
176                 return NULL;
177         }
178
179 verify:
180         ext4_lock_group(sb, block_group);
181         if (!buffer_verified(bh) &&
182             !ext4_inode_bitmap_csum_verify(sb, block_group, desc, bh,
183                                            EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) / 8)) {
184                 ext4_unlock_group(sb, block_group);
185                 put_bh(bh);
186                 ext4_error(sb, "Corrupt inode bitmap - block_group = %u, "
187                            "inode_bitmap = %llu", block_group, bitmap_blk);
188                 return NULL;
189         }
190         ext4_unlock_group(sb, block_group);
191         set_buffer_verified(bh);
192         return bh;
193 }
194
195 /*
196  * NOTE! When we get the inode, we're the only people
197  * that have access to it, and as such there are no
198  * race conditions we have to worry about. The inode
199  * is not on the hash-lists, and it cannot be reached
200  * through the filesystem because the directory entry
201  * has been deleted earlier.
202  *
203  * HOWEVER: we must make sure that we get no aliases,
204  * which means that we have to call "clear_inode()"
205  * _before_ we mark the inode not in use in the inode
206  * bitmaps. Otherwise a newly created file might use
207  * the same inode number (not actually the same pointer
208  * though), and then we'd have two inodes sharing the
209  * same inode number and space on the harddisk.
210  */
211 void ext4_free_inode(handle_t *handle, struct inode *inode)
212 {
213         struct super_block *sb = inode->i_sb;
214         int is_directory;
215         unsigned long ino;
216         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
217         struct buffer_head *bh2;
218         ext4_group_t block_group;
219         unsigned long bit;
220         struct ext4_group_desc *gdp;
221         struct ext4_super_block *es;
222         struct ext4_sb_info *sbi;
223         int fatal = 0, err, count, cleared;
224
225         if (!sb) {
226                 printk(KERN_ERR "EXT4-fs: %s:%d: inode on "
227                        "nonexistent device\n", __func__, __LINE__);
228                 return;
229         }
230         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1) {
231                 ext4_msg(sb, KERN_ERR, "%s:%d: inode #%lu: count=%d",
232                          __func__, __LINE__, inode->i_ino,
233                          atomic_read(&inode->i_count));
234                 return;
235         }
236         if (inode->i_nlink) {
237                 ext4_msg(sb, KERN_ERR, "%s:%d: inode #%lu: nlink=%d\n",
238                          __func__, __LINE__, inode->i_ino, inode->i_nlink);
239                 return;
240         }
241         sbi = EXT4_SB(sb);
242
243         ino = inode->i_ino;
244         ext4_debug("freeing inode %lu\n", ino);
245         trace_ext4_free_inode(inode);
246
247         /*
248          * Note: we must free any quota before locking the superblock,
249          * as writing the quota to disk may need the lock as well.
250          */
251         dquot_initialize(inode);
252         ext4_xattr_delete_inode(handle, inode);
253         dquot_free_inode(inode);
254         dquot_drop(inode);
255
256         is_directory = S_ISDIR(inode->i_mode);
257
258         /* Do this BEFORE marking the inode not in use or returning an error */
259         ext4_clear_inode(inode);
260
261         es = EXT4_SB(sb)->s_es;
262         if (ino < EXT4_FIRST_INO(sb) || ino > le32_to_cpu(es->s_inodes_count)) {
263                 ext4_error(sb, "reserved or nonexistent inode %lu", ino);
264                 goto error_return;
265         }
266         block_group = (ino - 1) / EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
267         bit = (ino - 1) % EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
268         bitmap_bh = ext4_read_inode_bitmap(sb, block_group);
269         if (!bitmap_bh)
270                 goto error_return;
271
272         BUFFER_TRACE(bitmap_bh, "get_write_access");
273         fatal = ext4_journal_get_write_access(handle, bitmap_bh);
274         if (fatal)
275                 goto error_return;
276
277         fatal = -ESRCH;
278         gdp = ext4_get_group_desc(sb, block_group, &bh2);
279         if (gdp) {
280                 BUFFER_TRACE(bh2, "get_write_access");
281                 fatal = ext4_journal_get_write_access(handle, bh2);
282         }
283         ext4_lock_group(sb, block_group);
284         cleared = ext4_test_and_clear_bit(bit, bitmap_bh->b_data);
285         if (fatal || !cleared) {
286                 ext4_unlock_group(sb, block_group);
287                 goto out;
288         }
289
290         count = ext4_free_inodes_count(sb, gdp) + 1;
291         ext4_free_inodes_set(sb, gdp, count);
292         if (is_directory) {
293                 count = ext4_used_dirs_count(sb, gdp) - 1;
294                 ext4_used_dirs_set(sb, gdp, count);
295                 percpu_counter_dec(&sbi->s_dirs_counter);
296         }
297         ext4_inode_bitmap_csum_set(sb, block_group, gdp, bitmap_bh,
298                                    EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) / 8);
299         ext4_group_desc_csum_set(sb, block_group, gdp);
300         ext4_unlock_group(sb, block_group);
301
302         percpu_counter_inc(&sbi->s_freeinodes_counter);
303         if (sbi->s_log_groups_per_flex) {
304                 ext4_group_t f = ext4_flex_group(sbi, block_group);
305
306                 atomic_inc(&sbi->s_flex_groups[f].free_inodes);
307                 if (is_directory)
308                         atomic_dec(&sbi->s_flex_groups[f].used_dirs);
309         }
310         BUFFER_TRACE(bh2, "call ext4_handle_dirty_metadata");
311         fatal = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL, bh2);
312 out:
313         if (cleared) {
314                 BUFFER_TRACE(bitmap_bh, "call ext4_handle_dirty_metadata");
315                 err = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL, bitmap_bh);
316                 if (!fatal)
317                         fatal = err;
318                 ext4_mark_super_dirty(sb);
319         } else
320                 ext4_error(sb, "bit already cleared for inode %lu", ino);
321
322 error_return:
323         brelse(bitmap_bh);
324         ext4_std_error(sb, fatal);
325 }
326
327 struct orlov_stats {
328         __u32 free_inodes;
329         __u32 free_clusters;
330         __u32 used_dirs;
331 };
332
333 /*
334  * Helper function for Orlov's allocator; returns critical information
335  * for a particular block group or flex_bg.  If flex_size is 1, then g
336  * is a block group number; otherwise it is flex_bg number.
337  */
338 static void get_orlov_stats(struct super_block *sb, ext4_group_t g,
339                             int flex_size, struct orlov_stats *stats)
340 {
341         struct ext4_group_desc *desc;
342         struct flex_groups *flex_group = EXT4_SB(sb)->s_flex_groups;
343
344         if (flex_size > 1) {
345                 stats->free_inodes = atomic_read(&flex_group[g].free_inodes);
346                 stats->free_clusters = atomic_read(&flex_group[g].free_clusters);
347                 stats->used_dirs = atomic_read(&flex_group[g].used_dirs);
348                 return;
349         }
350
351         desc = ext4_get_group_desc(sb, g, NULL);
352         if (desc) {
353                 stats->free_inodes = ext4_free_inodes_count(sb, desc);
354                 stats->free_clusters = ext4_free_group_clusters(sb, desc);
355                 stats->used_dirs = ext4_used_dirs_count(sb, desc);
356         } else {
357                 stats->free_inodes = 0;
358                 stats->free_clusters = 0;
359                 stats->used_dirs = 0;
360         }
361 }
362
363 /*
364  * Orlov's allocator for directories.
365  *
366  * We always try to spread first-level directories.
367  *
368  * If there are blockgroups with both free inodes and free blocks counts
369  * not worse than average we return one with smallest directory count.
370  * Otherwise we simply return a random group.
371  *
372  * For the rest rules look so:
373  *
374  * It's OK to put directory into a group unless
375  * it has too many directories already (max_dirs) or
376  * it has too few free inodes left (min_inodes) or
377  * it has too few free blocks left (min_blocks) or
378  * Parent's group is preferred, if it doesn't satisfy these
379  * conditions we search cyclically through the rest. If none
380  * of the groups look good we just look for a group with more
381  * free inodes than average (starting at parent's group).
382  */
383
384 static int find_group_orlov(struct super_block *sb, struct inode *parent,
385                             ext4_group_t *group, umode_t mode,
386                             const struct qstr *qstr)
387 {
388         ext4_group_t parent_group = EXT4_I(parent)->i_block_group;
389         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
390         ext4_group_t real_ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
391         int inodes_per_group = EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
392         unsigned int freei, avefreei, grp_free;
393         ext4_fsblk_t freeb, avefreec;
394         unsigned int ndirs;
395         int max_dirs, min_inodes;
396         ext4_grpblk_t min_clusters;
397         ext4_group_t i, grp, g, ngroups;
398         struct ext4_group_desc *desc;
399         struct orlov_stats stats;
400         int flex_size = ext4_flex_bg_size(sbi);
401         struct dx_hash_info hinfo;
402
403         ngroups = real_ngroups;
404         if (flex_size > 1) {
405                 ngroups = (real_ngroups + flex_size - 1) >>
406                         sbi->s_log_groups_per_flex;
407                 parent_group >>= sbi->s_log_groups_per_flex;
408         }
409
410         freei = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_freeinodes_counter);
411         avefreei = freei / ngroups;
412         freeb = EXT4_C2B(sbi,
413                 percpu_counter_read_positive(&sbi->s_freeclusters_counter));
414         avefreec = freeb;
415         do_div(avefreec, ngroups);
416         ndirs = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_dirs_counter);
417
418         if (S_ISDIR(mode) &&
419             ((parent == sb->s_root->d_inode) ||
420              (ext4_test_inode_flag(parent, EXT4_INODE_TOPDIR)))) {
421                 int best_ndir = inodes_per_group;
422                 int ret = -1;
423
424                 if (qstr) {
425                         hinfo.hash_version = DX_HASH_HALF_MD4;
426                         hinfo.seed = sbi->s_hash_seed;
427                         ext4fs_dirhash(qstr->name, qstr->len, &hinfo);
428                         grp = hinfo.hash;
429                 } else
430                         get_random_bytes(&grp, sizeof(grp));
431                 parent_group = (unsigned)grp % ngroups;
432                 for (i = 0; i < ngroups; i++) {
433                         g = (parent_group + i) % ngroups;
434                         get_orlov_stats(sb, g, flex_size, &stats);
435                         if (!stats.free_inodes)
436                                 continue;
437                         if (stats.used_dirs >= best_ndir)
438                                 continue;
439                         if (stats.free_inodes < avefreei)
440                                 continue;
441                         if (stats.free_clusters < avefreec)
442                                 continue;
443                         grp = g;
444                         ret = 0;
445                         best_ndir = stats.used_dirs;
446                 }
447                 if (ret)
448                         goto fallback;
449         found_flex_bg:
450                 if (flex_size == 1) {
451                         *group = grp;
452                         return 0;
453                 }
454
455                 /*
456                  * We pack inodes at the beginning of the flexgroup's
457                  * inode tables.  Block allocation decisions will do
458                  * something similar, although regular files will
459                  * start at 2nd block group of the flexgroup.  See
460                  * ext4_ext_find_goal() and ext4_find_near().
461                  */
462                 grp *= flex_size;
463                 for (i = 0; i < flex_size; i++) {
464                         if (grp+i >= real_ngroups)
465                                 break;
466                         desc = ext4_get_group_desc(sb, grp+i, NULL);
467                         if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc)) {
468                                 *group = grp+i;
469                                 return 0;
470                         }
471                 }
472                 goto fallback;
473         }
474
475         max_dirs = ndirs / ngroups + inodes_per_group / 16;
476         min_inodes = avefreei - inodes_per_group*flex_size / 4;
477         if (min_inodes < 1)
478                 min_inodes = 1;
479         min_clusters = avefreec - EXT4_CLUSTERS_PER_GROUP(sb)*flex_size / 4;
480
481         /*
482          * Start looking in the flex group where we last allocated an
483          * inode for this parent directory
484          */
485         if (EXT4_I(parent)->i_last_alloc_group != ~0) {
486                 parent_group = EXT4_I(parent)->i_last_alloc_group;
487                 if (flex_size > 1)
488                         parent_group >>= sbi->s_log_groups_per_flex;
489         }
490
491         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
492                 grp = (parent_group + i) % ngroups;
493                 get_orlov_stats(sb, grp, flex_size, &stats);
494                 if (stats.used_dirs >= max_dirs)
495                         continue;
496                 if (stats.free_inodes < min_inodes)
497                         continue;
498                 if (stats.free_clusters < min_clusters)
499                         continue;
500                 goto found_flex_bg;
501         }
502
503 fallback:
504         ngroups = real_ngroups;
505         avefreei = freei / ngroups;
506 fallback_retry:
507         parent_group = EXT4_I(parent)->i_block_group;
508         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
509                 grp = (parent_group + i) % ngroups;
510                 desc = ext4_get_group_desc(sb, grp, NULL);
511                 if (desc) {
512                         grp_free = ext4_free_inodes_count(sb, desc);
513                         if (grp_free && grp_free >= avefreei) {
514                                 *group = grp;
515                                 return 0;
516                         }
517                 }
518         }
519
520         if (avefreei) {
521                 /*
522                  * The free-inodes counter is approximate, and for really small
523                  * filesystems the above test can fail to find any blockgroups
524                  */
525                 avefreei = 0;
526                 goto fallback_retry;
527         }
528
529         return -1;
530 }
531
532 static int find_group_other(struct super_block *sb, struct inode *parent,
533                             ext4_group_t *group, umode_t mode)
534 {
535         ext4_group_t parent_group = EXT4_I(parent)->i_block_group;
536         ext4_group_t i, last, ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
537         struct ext4_group_desc *desc;
538         int flex_size = ext4_flex_bg_size(EXT4_SB(sb));
539
540         /*
541          * Try to place the inode is the same flex group as its
542          * parent.  If we can't find space, use the Orlov algorithm to
543          * find another flex group, and store that information in the
544          * parent directory's inode information so that use that flex
545          * group for future allocations.
546          */
547         if (flex_size > 1) {
548                 int retry = 0;
549
550         try_again:
551                 parent_group &= ~(flex_size-1);
552                 last = parent_group + flex_size;
553                 if (last > ngroups)
554                         last = ngroups;
555                 for  (i = parent_group; i < last; i++) {
556                         desc = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
557                         if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc)) {
558                                 *group = i;
559                                 return 0;
560                         }
561                 }
562                 if (!retry && EXT4_I(parent)->i_last_alloc_group != ~0) {
563                         retry = 1;
564                         parent_group = EXT4_I(parent)->i_last_alloc_group;
565                         goto try_again;
566                 }
567                 /*
568                  * If this didn't work, use the Orlov search algorithm
569                  * to find a new flex group; we pass in the mode to
570                  * avoid the topdir algorithms.
571                  */
572                 *group = parent_group + flex_size;
573                 if (*group > ngroups)
574                         *group = 0;
575                 return find_group_orlov(sb, parent, group, mode, NULL);
576         }
577
578         /*
579          * Try to place the inode in its parent directory
580          */
581         *group = parent_group;
582         desc = ext4_get_group_desc(sb, *group, NULL);
583         if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc) &&
584             ext4_free_group_clusters(sb, desc))
585                 return 0;
586
587         /*
588          * We're going to place this inode in a different blockgroup from its
589          * parent.  We want to cause files in a common directory to all land in
590          * the same blockgroup.  But we want files which are in a different
591          * directory which shares a blockgroup with our parent to land in a
592          * different blockgroup.
593          *
594          * So add our directory's i_ino into the starting point for the hash.
595          */
596         *group = (*group + parent->i_ino) % ngroups;
597
598         /*
599          * Use a quadratic hash to find a group with a free inode and some free
600          * blocks.
601          */
602         for (i = 1; i < ngroups; i <<= 1) {
603                 *group += i;
604                 if (*group >= ngroups)
605                         *group -= ngroups;
606                 desc = ext4_get_group_desc(sb, *group, NULL);
607                 if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc) &&
608                     ext4_free_group_clusters(sb, desc))
609                         return 0;
610         }
611
612         /*
613          * That failed: try linear search for a free inode, even if that group
614          * has no free blocks.
615          */
616         *group = parent_group;
617         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
618                 if (++*group >= ngroups)
619                         *group = 0;
620                 desc = ext4_get_group_desc(sb, *group, NULL);
621                 if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc))
622                         return 0;
623         }
624
625         return -1;
626 }
627
628 /*
629  * There are two policies for allocating an inode.  If the new inode is
630  * a directory, then a forward search is made for a block group with both
631  * free space and a low directory-to-inode ratio; if that fails, then of
632  * the groups with above-average free space, that group with the fewest
633  * directories already is chosen.
634  *
635  * For other inodes, search forward from the parent directory's block
636  * group to find a free inode.
637  */
638 struct inode *ext4_new_inode(handle_t *handle, struct inode *dir, umode_t mode,
639                              const struct qstr *qstr, __u32 goal, uid_t *owner)
640 {
641         struct super_block *sb;
642         struct buffer_head *inode_bitmap_bh = NULL;
643         struct buffer_head *group_desc_bh;
644         ext4_group_t ngroups, group = 0;
645         unsigned long ino = 0;
646         struct inode *inode;
647         struct ext4_group_desc *gdp = NULL;
648         struct ext4_inode_info *ei;
649         struct ext4_sb_info *sbi;
650         int ret2, err = 0;
651         struct inode *ret;
652         ext4_group_t i;
653         ext4_group_t flex_group;
654
655         /* Cannot create files in a deleted directory */
656         if (!dir || !dir->i_nlink)
657                 return ERR_PTR(-EPERM);
658
659         sb = dir->i_sb;
660         ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
661         trace_ext4_request_inode(dir, mode);
662         inode = new_inode(sb);
663         if (!inode)
664                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
665         ei = EXT4_I(inode);
666         sbi = EXT4_SB(sb);
667
668         if (!goal)
669                 goal = sbi->s_inode_goal;
670
671         if (goal && goal <= le32_to_cpu(sbi->s_es->s_inodes_count)) {
672                 group = (goal - 1) / EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
673                 ino = (goal - 1) % EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
674                 ret2 = 0;
675                 goto got_group;
676         }
677
678         if (S_ISDIR(mode))
679                 ret2 = find_group_orlov(sb, dir, &group, mode, qstr);
680         else
681                 ret2 = find_group_other(sb, dir, &group, mode);
682
683 got_group:
684         EXT4_I(dir)->i_last_alloc_group = group;
685         err = -ENOSPC;
686         if (ret2 == -1)
687                 goto out;
688
689         /*
690          * Normally we will only go through one pass of this loop,
691          * unless we get unlucky and it turns out the group we selected
692          * had its last inode grabbed by someone else.
693          */
694         for (i = 0; i < ngroups; i++, ino = 0) {
695                 err = -EIO;
696
697                 gdp = ext4_get_group_desc(sb, group, &group_desc_bh);
698                 if (!gdp)
699                         goto fail;
700
701                 brelse(inode_bitmap_bh);
702                 inode_bitmap_bh = ext4_read_inode_bitmap(sb, group);
703                 if (!inode_bitmap_bh)
704                         goto fail;
705
706 repeat_in_this_group:
707                 ino = ext4_find_next_zero_bit((unsigned long *)
708                                               inode_bitmap_bh->b_data,
709                                               EXT4_INODES_PER_GROUP(sb), ino);
710                 if (ino >= EXT4_INODES_PER_GROUP(sb)) {
711                         if (++group == ngroups)
712                                 group = 0;
713                         continue;
714                 }
715                 if (group == 0 && (ino+1) < EXT4_FIRST_INO(sb)) {
716                         ext4_error(sb, "reserved inode found cleared - "
717                                    "inode=%lu", ino + 1);
718                         continue;
719                 }
720                 ext4_lock_group(sb, group);
721                 ret2 = ext4_test_and_set_bit(ino, inode_bitmap_bh->b_data);
722                 ext4_unlock_group(sb, group);
723                 ino++;          /* the inode bitmap is zero-based */
724                 if (!ret2)
725                         goto got; /* we grabbed the inode! */
726                 if (ino < EXT4_INODES_PER_GROUP(sb))
727                         goto repeat_in_this_group;
728         }
729         err = -ENOSPC;
730         goto out;
731
732 got:
733         /* We may have to initialize the block bitmap if it isn't already */
734         if (ext4_has_group_desc_csum(sb) &&
735             gdp->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_BLOCK_UNINIT)) {
736                 struct buffer_head *block_bitmap_bh;
737
738                 block_bitmap_bh = ext4_read_block_bitmap(sb, group);
739                 BUFFER_TRACE(block_bitmap_bh, "get block bitmap access");
740                 err = ext4_journal_get_write_access(handle, block_bitmap_bh);
741                 if (err) {
742                         brelse(block_bitmap_bh);
743                         goto fail;
744                 }
745
746                 BUFFER_TRACE(block_bitmap_bh, "dirty block bitmap");
747                 err = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL, block_bitmap_bh);
748                 brelse(block_bitmap_bh);
749
750                 /* recheck and clear flag under lock if we still need to */
751                 ext4_lock_group(sb, group);
752                 if (gdp->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_BLOCK_UNINIT)) {
753                         gdp->bg_flags &= cpu_to_le16(~EXT4_BG_BLOCK_UNINIT);
754                         ext4_free_group_clusters_set(sb, gdp,
755                                 ext4_free_clusters_after_init(sb, group, gdp));
756                         ext4_block_bitmap_csum_set(sb, group, gdp,
757                                                    block_bitmap_bh,
758                                                    EXT4_BLOCKS_PER_GROUP(sb) /
759                                                    8);
760                         ext4_group_desc_csum_set(sb, group, gdp);
761                 }
762                 ext4_unlock_group(sb, group);
763
764                 if (err)
765                         goto fail;
766         }
767
768         BUFFER_TRACE(inode_bitmap_bh, "get_write_access");
769         err = ext4_journal_get_write_access(handle, inode_bitmap_bh);
770         if (err)
771                 goto fail;
772
773         BUFFER_TRACE(group_desc_bh, "get_write_access");
774         err = ext4_journal_get_write_access(handle, group_desc_bh);
775         if (err)
776                 goto fail;
777
778         /* Update the relevant bg descriptor fields */
779         if (ext4_has_group_desc_csum(sb)) {
780                 int free;
781                 struct ext4_group_info *grp = ext4_get_group_info(sb, group);
782
783                 down_read(&grp->alloc_sem); /* protect vs itable lazyinit */
784                 ext4_lock_group(sb, group); /* while we modify the bg desc */
785                 free = EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) -
786                         ext4_itable_unused_count(sb, gdp);
787                 if (gdp->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_INODE_UNINIT)) {
788                         gdp->bg_flags &= cpu_to_le16(~EXT4_BG_INODE_UNINIT);
789                         free = 0;
790                 }
791                 /*
792                  * Check the relative inode number against the last used
793                  * relative inode number in this group. if it is greater
794                  * we need to update the bg_itable_unused count
795                  */
796                 if (ino > free)
797                         ext4_itable_unused_set(sb, gdp,
798                                         (EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) - ino));
799                 up_read(&grp->alloc_sem);
800         } else {
801                 ext4_lock_group(sb, group);
802         }
803
804         ext4_free_inodes_set(sb, gdp, ext4_free_inodes_count(sb, gdp) - 1);
805         if (S_ISDIR(mode)) {
806                 ext4_used_dirs_set(sb, gdp, ext4_used_dirs_count(sb, gdp) + 1);
807                 if (sbi->s_log_groups_per_flex) {
808                         ext4_group_t f = ext4_flex_group(sbi, group);
809
810                         atomic_inc(&sbi->s_flex_groups[f].used_dirs);
811                 }
812         }
813         if (ext4_has_group_desc_csum(sb)) {
814                 ext4_inode_bitmap_csum_set(sb, group, gdp, inode_bitmap_bh,
815                                            EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) / 8);
816                 ext4_group_desc_csum_set(sb, group, gdp);
817         }
818         ext4_unlock_group(sb, group);
819
820         BUFFER_TRACE(inode_bitmap_bh, "call ext4_handle_dirty_metadata");
821         err = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL, inode_bitmap_bh);
822         if (err)
823                 goto fail;
824
825         BUFFER_TRACE(group_desc_bh, "call ext4_handle_dirty_metadata");
826         err = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL, group_desc_bh);
827         if (err)
828                 goto fail;
829
830         percpu_counter_dec(&sbi->s_freeinodes_counter);
831         if (S_ISDIR(mode))
832                 percpu_counter_inc(&sbi->s_dirs_counter);
833         ext4_mark_super_dirty(sb);
834
835         if (sbi->s_log_groups_per_flex) {
836                 flex_group = ext4_flex_group(sbi, group);
837                 atomic_dec(&sbi->s_flex_groups[flex_group].free_inodes);
838         }
839         if (owner) {
840                 inode->i_mode = mode;
841                 i_uid_write(inode, owner[0]);
842                 i_gid_write(inode, owner[1]);
843         } else if (test_opt(sb, GRPID)) {
844                 inode->i_mode = mode;
845                 inode->i_uid = current_fsuid();
846                 inode->i_gid = dir->i_gid;
847         } else
848                 inode_init_owner(inode, dir, mode);
849
850         inode->i_ino = ino + group * EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
851         /* This is the optimal IO size (for stat), not the fs block size */
852         inode->i_blocks = 0;
853         inode->i_mtime = inode->i_atime = inode->i_ctime = ei->i_crtime =
854                                                        ext4_current_time(inode);
855
856         memset(ei->i_data, 0, sizeof(ei->i_data));
857         ei->i_dir_start_lookup = 0;
858         ei->i_disksize = 0;
859
860         /* Don't inherit extent flag from directory, amongst others. */
861         ei->i_flags =
862                 ext4_mask_flags(mode, EXT4_I(dir)->i_flags & EXT4_FL_INHERITED);
863         ei->i_file_acl = 0;
864         ei->i_dtime = 0;
865         ei->i_block_group = group;
866         ei->i_last_alloc_group = ~0;
867
868         ext4_set_inode_flags(inode);
869         if (IS_DIRSYNC(inode))
870                 ext4_handle_sync(handle);
871         if (insert_inode_locked(inode) < 0) {
872                 /*
873                  * Likely a bitmap corruption causing inode to be allocated
874                  * twice.
875                  */
876                 err = -EIO;
877                 goto fail;
878         }
879         spin_lock(&sbi->s_next_gen_lock);
880         inode->i_generation = sbi->s_next_generation++;
881         spin_unlock(&sbi->s_next_gen_lock);
882
883         /* Precompute checksum seed for inode metadata */
884         if (EXT4_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(sb,
885                         EXT4_FEATURE_RO_COMPAT_METADATA_CSUM)) {
886                 __u32 csum;
887                 struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
888                 __le32 inum = cpu_to_le32(inode->i_ino);
889                 __le32 gen = cpu_to_le32(inode->i_generation);
890                 csum = ext4_chksum(sbi, sbi->s_csum_seed, (__u8 *)&inum,
891                                    sizeof(inum));
892                 ei->i_csum_seed = ext4_chksum(sbi, csum, (__u8 *)&gen,
893                                               sizeof(gen));
894         }
895
896         ext4_clear_state_flags(ei); /* Only relevant on 32-bit archs */
897         ext4_set_inode_state(inode, EXT4_STATE_NEW);
898
899         ei->i_extra_isize = EXT4_SB(sb)->s_want_extra_isize;
900
901         ret = inode;
902         dquot_initialize(inode);
903         err = dquot_alloc_inode(inode);
904         if (err)
905                 goto fail_drop;
906
907         err = ext4_init_acl(handle, inode, dir);
908         if (err)
909                 goto fail_free_drop;
910
911         err = ext4_init_security(handle, inode, dir, qstr);
912         if (err)
913                 goto fail_free_drop;
914
915         if (EXT4_HAS_INCOMPAT_FEATURE(sb, EXT4_FEATURE_INCOMPAT_EXTENTS)) {
916                 /* set extent flag only for directory, file and normal symlink*/
917                 if (S_ISDIR(mode) || S_ISREG(mode) || S_ISLNK(mode)) {
918                         ext4_set_inode_flag(inode, EXT4_INODE_EXTENTS);
919                         ext4_ext_tree_init(handle, inode);
920                 }
921         }
922
923         if (ext4_handle_valid(handle)) {
924                 ei->i_sync_tid = handle->h_transaction->t_tid;
925                 ei->i_datasync_tid = handle->h_transaction->t_tid;
926         }
927
928         err = ext4_mark_inode_dirty(handle, inode);
929         if (err) {
930                 ext4_std_error(sb, err);
931                 goto fail_free_drop;
932         }
933
934         ext4_debug("allocating inode %lu\n", inode->i_ino);
935         trace_ext4_allocate_inode(inode, dir, mode);
936         goto really_out;
937 fail:
938         ext4_std_error(sb, err);
939 out:
940         iput(inode);
941         ret = ERR_PTR(err);
942 really_out:
943         brelse(inode_bitmap_bh);
944         return ret;
945
946 fail_free_drop:
947         dquot_free_inode(inode);
948
949 fail_drop:
950         dquot_drop(inode);
951         inode->i_flags |= S_NOQUOTA;
952         clear_nlink(inode);
953         unlock_new_inode(inode);
954         iput(inode);
955         brelse(inode_bitmap_bh);
956         return ERR_PTR(err);
957 }
958
959 /* Verify that we are loading a valid orphan from disk */
960 struct inode *ext4_orphan_get(struct super_block *sb, unsigned long ino)
961 {
962         unsigned long max_ino = le32_to_cpu(EXT4_SB(sb)->s_es->s_inodes_count);
963         ext4_group_t block_group;
964         int bit;
965         struct buffer_head *bitmap_bh;
966         struct inode *inode = NULL;
967         long err = -EIO;
968
969         /* Error cases - e2fsck has already cleaned up for us */
970         if (ino > max_ino) {
971                 ext4_warning(sb, "bad orphan ino %lu!  e2fsck was run?", ino);
972                 goto error;
973         }
974
975         block_group = (ino - 1) / EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
976         bit = (ino - 1) % EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
977         bitmap_bh = ext4_read_inode_bitmap(sb, block_group);
978         if (!bitmap_bh) {
979                 ext4_warning(sb, "inode bitmap error for orphan %lu", ino);
980                 goto error;
981         }
982
983         /* Having the inode bit set should be a 100% indicator that this
984          * is a valid orphan (no e2fsck run on fs).  Orphans also include
985          * inodes that were being truncated, so we can't check i_nlink==0.
986          */
987         if (!ext4_test_bit(bit, bitmap_bh->b_data))
988                 goto bad_orphan;
989
990         inode = ext4_iget(sb, ino);
991         if (IS_ERR(inode))
992                 goto iget_failed;
993
994         /*
995          * If the orphans has i_nlinks > 0 then it should be able to be
996          * truncated, otherwise it won't be removed from the orphan list
997          * during processing and an infinite loop will result.
998          */
999         if (inode->i_nlink && !ext4_can_truncate(inode))
1000                 goto bad_orphan;
1001
1002         if (NEXT_ORPHAN(inode) > max_ino)
1003                 goto bad_orphan;
1004         brelse(bitmap_bh);
1005         return inode;
1006
1007 iget_failed:
1008         err = PTR_ERR(inode);
1009         inode = NULL;
1010 bad_orphan:
1011         ext4_warning(sb, "bad orphan inode %lu!  e2fsck was run?", ino);
1012         printk(KERN_NOTICE "ext4_test_bit(bit=%d, block=%llu) = %d\n",
1013                bit, (unsigned long long)bitmap_bh->b_blocknr,
1014                ext4_test_bit(bit, bitmap_bh->b_data));
1015         printk(KERN_NOTICE "inode=%p\n", inode);
1016         if (inode) {
1017                 printk(KERN_NOTICE "is_bad_inode(inode)=%d\n",
1018                        is_bad_inode(inode));
1019                 printk(KERN_NOTICE "NEXT_ORPHAN(inode)=%u\n",
1020                        NEXT_ORPHAN(inode));
1021                 printk(KERN_NOTICE "max_ino=%lu\n", max_ino);
1022                 printk(KERN_NOTICE "i_nlink=%u\n", inode->i_nlink);
1023                 /* Avoid freeing blocks if we got a bad deleted inode */
1024                 if (inode->i_nlink == 0)
1025                         inode->i_blocks = 0;
1026                 iput(inode);
1027         }
1028         brelse(bitmap_bh);
1029 error:
1030         return ERR_PTR(err);
1031 }
1032
1033 unsigned long ext4_count_free_inodes(struct super_block *sb)
1034 {
1035         unsigned long desc_count;
1036         struct ext4_group_desc *gdp;
1037         ext4_group_t i, ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
1038 #ifdef EXT4FS_DEBUG
1039         struct ext4_super_block *es;
1040         unsigned long bitmap_count, x;
1041         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
1042
1043         es = EXT4_SB(sb)->s_es;
1044         desc_count = 0;
1045         bitmap_count = 0;
1046         gdp = NULL;
1047         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
1048                 gdp = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
1049                 if (!gdp)
1050                         continue;
1051                 desc_count += ext4_free_inodes_count(sb, gdp);
1052                 brelse(bitmap_bh);
1053                 bitmap_bh = ext4_read_inode_bitmap(sb, i);
1054                 if (!bitmap_bh)
1055                         continue;
1056
1057                 x = ext4_count_free(bitmap_bh, EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) / 8);
1058                 printk(KERN_DEBUG "group %lu: stored = %d, counted = %lu\n",
1059                         (unsigned long) i, ext4_free_inodes_count(sb, gdp), x);
1060                 bitmap_count += x;
1061         }
1062         brelse(bitmap_bh);
1063         printk(KERN_DEBUG "ext4_count_free_inodes: "
1064                "stored = %u, computed = %lu, %lu\n",
1065                le32_to_cpu(es->s_free_inodes_count), desc_count, bitmap_count);
1066         return desc_count;
1067 #else
1068         desc_count = 0;
1069         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
1070                 gdp = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
1071                 if (!gdp)
1072                         continue;
1073                 desc_count += ext4_free_inodes_count(sb, gdp);
1074                 cond_resched();
1075         }
1076         return desc_count;
1077 #endif
1078 }
1079
1080 /* Called at mount-time, super-block is locked */
1081 unsigned long ext4_count_dirs(struct super_block * sb)
1082 {
1083         unsigned long count = 0;
1084         ext4_group_t i, ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
1085
1086         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
1087                 struct ext4_group_desc *gdp = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
1088                 if (!gdp)
1089                         continue;
1090                 count += ext4_used_dirs_count(sb, gdp);
1091         }
1092         return count;
1093 }
1094
1095 /*
1096  * Zeroes not yet zeroed inode table - just write zeroes through the whole
1097  * inode table. Must be called without any spinlock held. The only place
1098  * where it is called from on active part of filesystem is ext4lazyinit
1099  * thread, so we do not need any special locks, however we have to prevent
1100  * inode allocation from the current group, so we take alloc_sem lock, to
1101  * block ext4_new_inode() until we are finished.
1102  */
1103 int ext4_init_inode_table(struct super_block *sb, ext4_group_t group,
1104                                  int barrier)
1105 {
1106         struct ext4_group_info *grp = ext4_get_group_info(sb, group);
1107         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
1108         struct ext4_group_desc *gdp = NULL;
1109         struct buffer_head *group_desc_bh;
1110         handle_t *handle;
1111         ext4_fsblk_t blk;
1112         int num, ret = 0, used_blks = 0;
1113
1114         /* This should not happen, but just to be sure check this */
1115         if (sb->s_flags & MS_RDONLY) {
1116                 ret = 1;
1117                 goto out;
1118         }
1119
1120         gdp = ext4_get_group_desc(sb, group, &group_desc_bh);
1121         if (!gdp)
1122                 goto out;
1123
1124         /*
1125          * We do not need to lock this, because we are the only one
1126          * handling this flag.
1127          */
1128         if (gdp->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_INODE_ZEROED))
1129                 goto out;
1130
1131         handle = ext4_journal_start_sb(sb, 1);
1132         if (IS_ERR(handle)) {
1133                 ret = PTR_ERR(handle);
1134                 goto out;
1135         }
1136
1137         down_write(&grp->alloc_sem);
1138         /*
1139          * If inode bitmap was already initialized there may be some
1140          * used inodes so we need to skip blocks with used inodes in
1141          * inode table.
1142          */
1143         if (!(gdp->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_INODE_UNINIT)))
1144                 used_blks = DIV_ROUND_UP((EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) -
1145                             ext4_itable_unused_count(sb, gdp)),
1146                             sbi->s_inodes_per_block);
1147
1148         if ((used_blks < 0) || (used_blks > sbi->s_itb_per_group)) {
1149                 ext4_error(sb, "Something is wrong with group %u: "
1150                            "used itable blocks: %d; "
1151                            "itable unused count: %u",
1152                            group, used_blks,
1153                            ext4_itable_unused_count(sb, gdp));
1154                 ret = 1;
1155                 goto err_out;
1156         }
1157
1158         blk = ext4_inode_table(sb, gdp) + used_blks;
1159         num = sbi->s_itb_per_group - used_blks;
1160
1161         BUFFER_TRACE(group_desc_bh, "get_write_access");
1162         ret = ext4_journal_get_write_access(handle,
1163                                             group_desc_bh);
1164         if (ret)
1165                 goto err_out;
1166
1167         /*
1168          * Skip zeroout if the inode table is full. But we set the ZEROED
1169          * flag anyway, because obviously, when it is full it does not need
1170          * further zeroing.
1171          */
1172         if (unlikely(num == 0))
1173                 goto skip_zeroout;
1174
1175         ext4_debug("going to zero out inode table in group %d\n",
1176                    group);
1177         ret = sb_issue_zeroout(sb, blk, num, GFP_NOFS);
1178         if (ret < 0)
1179                 goto err_out;
1180         if (barrier)
1181                 blkdev_issue_flush(sb->s_bdev, GFP_NOFS, NULL);
1182
1183 skip_zeroout:
1184         ext4_lock_group(sb, group);
1185         gdp->bg_flags |= cpu_to_le16(EXT4_BG_INODE_ZEROED);
1186         ext4_group_desc_csum_set(sb, group, gdp);
1187         ext4_unlock_group(sb, group);
1188
1189         BUFFER_TRACE(group_desc_bh,
1190                      "call ext4_handle_dirty_metadata");
1191         ret = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL,
1192                                          group_desc_bh);
1193
1194 err_out:
1195         up_write(&grp->alloc_sem);
1196         ext4_journal_stop(handle);
1197 out:
1198         return ret;
1199 }