JFS: Corrupted block map should not cause trap
[safe/jmp/linux-2.6] / fs / jfs / jfs_dmap.c
1 /*
2  *   Copyright (C) International Business Machines Corp., 2000-2004
3  *
4  *   This program is free software;  you can redistribute it and/or modify
5  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or 
7  *   (at your option) any later version.
8  * 
9  *   This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  *   but WITHOUT ANY WARRANTY;  without even the implied warranty of
11  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See
12  *   the GNU General Public License for more details.
13  *
14  *   You should have received a copy of the GNU General Public License
15  *   along with this program;  if not, write to the Free Software 
16  *   Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
17  */
18
19 #include <linux/fs.h>
20 #include "jfs_incore.h"
21 #include "jfs_superblock.h"
22 #include "jfs_dmap.h"
23 #include "jfs_imap.h"
24 #include "jfs_lock.h"
25 #include "jfs_metapage.h"
26 #include "jfs_debug.h"
27
28 /*
29  *      SERIALIZATION of the Block Allocation Map.
30  *
31  *      the working state of the block allocation map is accessed in
32  *      two directions:
33  *      
34  *      1) allocation and free requests that start at the dmap
35  *         level and move up through the dmap control pages (i.e.
36  *         the vast majority of requests).
37  * 
38  *      2) allocation requests that start at dmap control page
39  *         level and work down towards the dmaps.
40  *      
41  *      the serialization scheme used here is as follows. 
42  *
43  *      requests which start at the bottom are serialized against each 
44  *      other through buffers and each requests holds onto its buffers 
45  *      as it works it way up from a single dmap to the required level 
46  *      of dmap control page.
47  *      requests that start at the top are serialized against each other
48  *      and request that start from the bottom by the multiple read/single
49  *      write inode lock of the bmap inode. requests starting at the top
50  *      take this lock in write mode while request starting at the bottom
51  *      take the lock in read mode.  a single top-down request may proceed
52  *      exclusively while multiple bottoms-up requests may proceed 
53  *      simultaneously (under the protection of busy buffers).
54  *      
55  *      in addition to information found in dmaps and dmap control pages,
56  *      the working state of the block allocation map also includes read/
57  *      write information maintained in the bmap descriptor (i.e. total
58  *      free block count, allocation group level free block counts).
59  *      a single exclusive lock (BMAP_LOCK) is used to guard this information
60  *      in the face of multiple-bottoms up requests.
61  *      (lock ordering: IREAD_LOCK, BMAP_LOCK);
62  *      
63  *      accesses to the persistent state of the block allocation map (limited
64  *      to the persistent bitmaps in dmaps) is guarded by (busy) buffers.
65  */
66
67 #define BMAP_LOCK_INIT(bmp)     init_MUTEX(&bmp->db_bmaplock)
68 #define BMAP_LOCK(bmp)          down(&bmp->db_bmaplock)
69 #define BMAP_UNLOCK(bmp)        up(&bmp->db_bmaplock)
70
71 /*
72  * forward references
73  */
74 static void dbAllocBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
75                         int nblocks);
76 static void dbSplit(dmtree_t * tp, int leafno, int splitsz, int newval);
77 static int dbBackSplit(dmtree_t * tp, int leafno);
78 static int dbJoin(dmtree_t * tp, int leafno, int newval);
79 static void dbAdjTree(dmtree_t * tp, int leafno, int newval);
80 static int dbAdjCtl(struct bmap * bmp, s64 blkno, int newval, int alloc,
81                     int level);
82 static int dbAllocAny(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results);
83 static int dbAllocNext(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
84                        int nblocks);
85 static int dbAllocNear(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
86                        int nblocks,
87                        int l2nb, s64 * results);
88 static int dbAllocDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
89                        int nblocks);
90 static int dbAllocDmapLev(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, int nblocks,
91                           int l2nb,
92                           s64 * results);
93 static int dbAllocAG(struct bmap * bmp, int agno, s64 nblocks, int l2nb,
94                      s64 * results);
95 static int dbAllocCtl(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 blkno,
96                       s64 * results);
97 static int dbExtend(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks);
98 static int dbFindBits(u32 word, int l2nb);
99 static int dbFindCtl(struct bmap * bmp, int l2nb, int level, s64 * blkno);
100 static int dbFindLeaf(dmtree_t * tp, int l2nb, int *leafidx);
101 static int dbFreeBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
102                       int nblocks);
103 static int dbFreeDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
104                       int nblocks);
105 static int dbMaxBud(u8 * cp);
106 s64 dbMapFileSizeToMapSize(struct inode *ipbmap);
107 static int blkstol2(s64 nb);
108
109 static int cntlz(u32 value);
110 static int cnttz(u32 word);
111
112 static int dbAllocDmapBU(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
113                          int nblocks);
114 static int dbInitDmap(struct dmap * dp, s64 blkno, int nblocks);
115 static int dbInitDmapTree(struct dmap * dp);
116 static int dbInitTree(struct dmaptree * dtp);
117 static int dbInitDmapCtl(struct dmapctl * dcp, int level, int i);
118 static int dbGetL2AGSize(s64 nblocks);
119
120 /*
121  *      buddy table
122  *
123  * table used for determining buddy sizes within characters of 
124  * dmap bitmap words.  the characters themselves serve as indexes
125  * into the table, with the table elements yielding the maximum
126  * binary buddy of free bits within the character.
127  */
128 static s8 budtab[256] = {
129         3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
130         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
131         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
132         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
133         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
134         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
135         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
136         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
137         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
138         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
139         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
140         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
141         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
142         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
143         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
144         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, -1
145 };
146
147
148 /*
149  * NAME:        dbMount()
150  *
151  * FUNCTION:    initializate the block allocation map.
152  *
153  *              memory is allocated for the in-core bmap descriptor and
154  *              the in-core descriptor is initialized from disk.
155  *
156  * PARAMETERS:
157  *      ipbmap  -  pointer to in-core inode for the block map.
158  *
159  * RETURN VALUES:
160  *      0       - success
161  *      -ENOMEM - insufficient memory
162  *      -EIO    - i/o error
163  */
164 int dbMount(struct inode *ipbmap)
165 {
166         struct bmap *bmp;
167         struct dbmap_disk *dbmp_le;
168         struct metapage *mp;
169         int i;
170
171         /*
172          * allocate/initialize the in-memory bmap descriptor
173          */
174         /* allocate memory for the in-memory bmap descriptor */
175         bmp = kmalloc(sizeof(struct bmap), GFP_KERNEL);
176         if (bmp == NULL)
177                 return -ENOMEM;
178
179         /* read the on-disk bmap descriptor. */
180         mp = read_metapage(ipbmap,
181                            BMAPBLKNO << JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->l2nbperpage,
182                            PSIZE, 0);
183         if (mp == NULL) {
184                 kfree(bmp);
185                 return -EIO;
186         }
187
188         /* copy the on-disk bmap descriptor to its in-memory version. */
189         dbmp_le = (struct dbmap_disk *) mp->data;
190         bmp->db_mapsize = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_mapsize);
191         bmp->db_nfree = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_nfree);
192         bmp->db_l2nbperpage = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_l2nbperpage);
193         bmp->db_numag = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_numag);
194         bmp->db_maxlevel = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_maxlevel);
195         bmp->db_maxag = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_maxag);
196         bmp->db_agpref = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agpref);
197         bmp->db_aglevel = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_aglevel);
198         bmp->db_agheigth = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agheigth);
199         bmp->db_agwidth = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agwidth);
200         bmp->db_agstart = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agstart);
201         bmp->db_agl2size = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agl2size);
202         for (i = 0; i < MAXAG; i++)
203                 bmp->db_agfree[i] = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_agfree[i]);
204         bmp->db_agsize = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_agsize);
205         bmp->db_maxfreebud = dbmp_le->dn_maxfreebud;
206
207         /* release the buffer. */
208         release_metapage(mp);
209
210         /* bind the bmap inode and the bmap descriptor to each other. */
211         bmp->db_ipbmap = ipbmap;
212         JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap = bmp;
213
214         memset(bmp->db_active, 0, sizeof(bmp->db_active));
215
216         /*
217          * allocate/initialize the bmap lock
218          */
219         BMAP_LOCK_INIT(bmp);
220
221         return (0);
222 }
223
224
225 /*
226  * NAME:        dbUnmount()
227  *
228  * FUNCTION:    terminate the block allocation map in preparation for
229  *              file system unmount.
230  *
231  *              the in-core bmap descriptor is written to disk and
232  *              the memory for this descriptor is freed.
233  *
234  * PARAMETERS:
235  *      ipbmap  -  pointer to in-core inode for the block map.
236  *
237  * RETURN VALUES:
238  *      0       - success
239  *      -EIO    - i/o error
240  */
241 int dbUnmount(struct inode *ipbmap, int mounterror)
242 {
243         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
244
245         if (!(mounterror || isReadOnly(ipbmap)))
246                 dbSync(ipbmap);
247
248         /*
249          * Invalidate the page cache buffers
250          */
251         truncate_inode_pages(ipbmap->i_mapping, 0);
252
253         /* free the memory for the in-memory bmap. */
254         kfree(bmp);
255
256         return (0);
257 }
258
259 /*
260  *      dbSync()
261  */
262 int dbSync(struct inode *ipbmap)
263 {
264         struct dbmap_disk *dbmp_le;
265         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
266         struct metapage *mp;
267         int i;
268
269         /*
270          * write bmap global control page
271          */
272         /* get the buffer for the on-disk bmap descriptor. */
273         mp = read_metapage(ipbmap,
274                            BMAPBLKNO << JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->l2nbperpage,
275                            PSIZE, 0);
276         if (mp == NULL) {
277                 jfs_err("dbSync: read_metapage failed!");
278                 return -EIO;
279         }
280         /* copy the in-memory version of the bmap to the on-disk version */
281         dbmp_le = (struct dbmap_disk *) mp->data;
282         dbmp_le->dn_mapsize = cpu_to_le64(bmp->db_mapsize);
283         dbmp_le->dn_nfree = cpu_to_le64(bmp->db_nfree);
284         dbmp_le->dn_l2nbperpage = cpu_to_le32(bmp->db_l2nbperpage);
285         dbmp_le->dn_numag = cpu_to_le32(bmp->db_numag);
286         dbmp_le->dn_maxlevel = cpu_to_le32(bmp->db_maxlevel);
287         dbmp_le->dn_maxag = cpu_to_le32(bmp->db_maxag);
288         dbmp_le->dn_agpref = cpu_to_le32(bmp->db_agpref);
289         dbmp_le->dn_aglevel = cpu_to_le32(bmp->db_aglevel);
290         dbmp_le->dn_agheigth = cpu_to_le32(bmp->db_agheigth);
291         dbmp_le->dn_agwidth = cpu_to_le32(bmp->db_agwidth);
292         dbmp_le->dn_agstart = cpu_to_le32(bmp->db_agstart);
293         dbmp_le->dn_agl2size = cpu_to_le32(bmp->db_agl2size);
294         for (i = 0; i < MAXAG; i++)
295                 dbmp_le->dn_agfree[i] = cpu_to_le64(bmp->db_agfree[i]);
296         dbmp_le->dn_agsize = cpu_to_le64(bmp->db_agsize);
297         dbmp_le->dn_maxfreebud = bmp->db_maxfreebud;
298
299         /* write the buffer */
300         write_metapage(mp);
301
302         /*
303          * write out dirty pages of bmap
304          */
305         filemap_fdatawrite(ipbmap->i_mapping);
306         filemap_fdatawait(ipbmap->i_mapping);
307
308         diWriteSpecial(ipbmap, 0);
309
310         return (0);
311 }
312
313
314 /*
315  * NAME:        dbFree()
316  *
317  * FUNCTION:    free the specified block range from the working block
318  *              allocation map.
319  *
320  *              the blocks will be free from the working map one dmap
321  *              at a time.
322  *
323  * PARAMETERS:
324  *      ip      -  pointer to in-core inode;
325  *      blkno   -  starting block number to be freed.
326  *      nblocks -  number of blocks to be freed.
327  *
328  * RETURN VALUES:
329  *      0       - success
330  *      -EIO    - i/o error
331  */
332 int dbFree(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks)
333 {
334         struct metapage *mp;
335         struct dmap *dp;
336         int nb, rc;
337         s64 lblkno, rem;
338         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
339         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
340
341         IREAD_LOCK(ipbmap);
342
343         /* block to be freed better be within the mapsize. */
344         if (unlikely((blkno == 0) || (blkno + nblocks > bmp->db_mapsize))) {
345                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
346                 printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, nblocks = %Lx\n",
347                        (unsigned long long) blkno,
348                        (unsigned long long) nblocks);
349                 jfs_error(ip->i_sb,
350                           "dbFree: block to be freed is outside the map");
351                 return -EIO;
352         }
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, "dbFree: 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         write_metapage(mp);
389
390         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
391
392         return (0);
393 }
394
395
396 /*
397  * NAME:        dbUpdatePMap()
398  *
399  * FUNCTION:    update the allocation state (free or allocate) of the
400  *              specified block range in the persistent block allocation map.
401  *              
402  *              the blocks will be updated in the persistent map one
403  *              dmap at a time.
404  *
405  * PARAMETERS:
406  *      ipbmap  -  pointer to in-core inode for the block map.
407  *      free    - TRUE if block range is to be freed from the persistent
408  *                map; FALSE if it is to   be allocated.
409  *      blkno   -  starting block number of the range.
410  *      nblocks -  number of contiguous blocks in the range.
411  *      tblk    -  transaction block;
412  *
413  * RETURN VALUES:
414  *      0       - success
415  *      -EIO    - i/o error
416  */
417 int
418 dbUpdatePMap(struct inode *ipbmap,
419              int free, s64 blkno, s64 nblocks, struct tblock * tblk)
420 {
421         int nblks, dbitno, wbitno, rbits;
422         int word, nbits, nwords;
423         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
424         s64 lblkno, rem, lastlblkno;
425         u32 mask;
426         struct dmap *dp;
427         struct metapage *mp;
428         struct jfs_log *log;
429         int lsn, difft, diffp;
430         unsigned long flags;
431
432         /* the blocks better be within the mapsize. */
433         if (blkno + nblocks > bmp->db_mapsize) {
434                 printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, nblocks = %Lx\n",
435                        (unsigned long long) blkno,
436                        (unsigned long long) nblocks);
437                 jfs_error(ipbmap->i_sb,
438                           "dbUpdatePMap: blocks are outside the map");
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                 if (mp->lsn != 0) {
537                         /* inherit older/smaller lsn */
538                         logdiff(diffp, mp->lsn, log);
539                         LOGSYNC_LOCK(log, flags);
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                         LOGSYNC_UNLOCK(log, flags);
553                 } else {
554                         mp->log = log;
555                         mp->lsn = lsn;
556
557                         /* insert bp after tblock in logsync list */
558                         LOGSYNC_LOCK(log, flags);
559
560                         log->count++;
561                         list_add(&mp->synclist, &tblk->synclist);
562
563                         mp->clsn = tblk->clsn;
564                         LOGSYNC_UNLOCK(log, flags);
565                 }
566         }
567
568         /* write the last buffer. */
569         if (mp) {
570                 write_metapage(mp);
571         }
572
573         return (0);
574 }
575
576
577 /*
578  * NAME:        dbNextAG()
579  *
580  * FUNCTION:    find the preferred allocation group for new allocations.
581  *
582  *              Within the allocation groups, we maintain a preferred
583  *              allocation group which consists of a group with at least
584  *              average free space.  It is the preferred group that we target
585  *              new inode allocation towards.  The tie-in between inode
586  *              allocation and block allocation occurs as we allocate the
587  *              first (data) block of an inode and specify the inode (block)
588  *              as the allocation hint for this block.
589  *
590  *              We try to avoid having more than one open file growing in
591  *              an allocation group, as this will lead to fragmentation.
592  *              This differs from the old OS/2 method of trying to keep
593  *              empty ags around for large allocations.
594  *
595  * PARAMETERS:
596  *      ipbmap  -  pointer to in-core inode for the block map.
597  *
598  * RETURN VALUES:
599  *      the preferred allocation group number.
600  */
601 int dbNextAG(struct inode *ipbmap)
602 {
603         s64 avgfree;
604         int agpref;
605         s64 hwm = 0;
606         int i;
607         int next_best = -1;
608         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
609
610         BMAP_LOCK(bmp);
611
612         /* determine the average number of free blocks within the ags. */
613         avgfree = (u32)bmp->db_nfree / bmp->db_numag;
614
615         /*
616          * if the current preferred ag does not have an active allocator
617          * and has at least average freespace, return it
618          */
619         agpref = bmp->db_agpref;
620         if ((atomic_read(&bmp->db_active[agpref]) == 0) &&
621             (bmp->db_agfree[agpref] >= avgfree))
622                 goto unlock;
623
624         /* From the last preferred ag, find the next one with at least
625          * average free space.
626          */
627         for (i = 0 ; i < bmp->db_numag; i++, agpref++) {
628                 if (agpref == bmp->db_numag)
629                         agpref = 0;
630
631                 if (atomic_read(&bmp->db_active[agpref]))
632                         /* open file is currently growing in this ag */
633                         continue;
634                 if (bmp->db_agfree[agpref] >= avgfree) {
635                         /* Return this one */
636                         bmp->db_agpref = agpref;
637                         goto unlock;
638                 } else if (bmp->db_agfree[agpref] > hwm) {
639                         /* Less than avg. freespace, but best so far */
640                         hwm = bmp->db_agfree[agpref];
641                         next_best = agpref;
642                 }
643         }
644
645         /*
646          * If no inactive ag was found with average freespace, use the
647          * next best
648          */
649         if (next_best != -1)
650                 bmp->db_agpref = next_best;
651         /* else leave db_agpref unchanged */
652 unlock:
653         BMAP_UNLOCK(bmp);
654
655         /* return the preferred group.
656          */
657         return (bmp->db_agpref);
658 }
659
660 /*
661  * NAME:        dbAlloc()
662  *
663  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous free
664  *              blocks from the working allocation block map.
665  *
666  *              the block allocation policy uses hints and a multi-step
667  *              approach.
668  *
669  *              for allocation requests smaller than the number of blocks
670  *              per dmap, we first try to allocate the new blocks
671  *              immediately following the hint.  if these blocks are not
672  *              available, we try to allocate blocks near the hint.  if
673  *              no blocks near the hint are available, we next try to 
674  *              allocate within the same dmap as contains the hint.
675  *
676  *              if no blocks are available in the dmap or the allocation
677  *              request is larger than the dmap size, we try to allocate
678  *              within the same allocation group as contains the hint. if
679  *              this does not succeed, we finally try to allocate anywhere
680  *              within the aggregate.
681  *
682  *              we also try to allocate anywhere within the aggregate for
683  *              for allocation requests larger than the allocation group
684  *              size or requests that specify no hint value.
685  *
686  * PARAMETERS:
687  *      ip      -  pointer to in-core inode;
688  *      hint    - allocation hint.
689  *      nblocks - number of contiguous blocks in the range.
690  *      results - on successful return, set to the starting block number
691  *                of the newly allocated contiguous range.
692  *
693  * RETURN VALUES:
694  *      0       - success
695  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
696  *      -EIO    - i/o error
697  */
698 int dbAlloc(struct inode *ip, s64 hint, s64 nblocks, s64 * results)
699 {
700         int rc, agno;
701         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
702         struct bmap *bmp;
703         struct metapage *mp;
704         s64 lblkno, blkno;
705         struct dmap *dp;
706         int l2nb;
707         s64 mapSize;
708         int writers;
709
710         /* assert that nblocks is valid */
711         assert(nblocks > 0);
712
713 #ifdef _STILL_TO_PORT
714         /* DASD limit check                                     F226941 */
715         if (OVER_LIMIT(ip, nblocks))
716                 return -ENOSPC;
717 #endif                          /* _STILL_TO_PORT */
718
719         /* get the log2 number of blocks to be allocated.
720          * if the number of blocks is not a log2 multiple, 
721          * it will be rounded up to the next log2 multiple.
722          */
723         l2nb = BLKSTOL2(nblocks);
724
725         bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
726
727 //retry:        /* serialize w.r.t.extendfs() */
728         mapSize = bmp->db_mapsize;
729
730         /* the hint should be within the map */
731         if (hint >= mapSize) {
732                 jfs_error(ip->i_sb, "dbAlloc: the hint is outside the map");
733                 return -EIO;
734         }
735
736         /* if the number of blocks to be allocated is greater than the
737          * allocation group size, try to allocate anywhere.
738          */
739         if (l2nb > bmp->db_agl2size) {
740                 IWRITE_LOCK(ipbmap);
741
742                 rc = dbAllocAny(bmp, nblocks, l2nb, results);
743
744                 goto write_unlock;
745         }
746
747         /*
748          * If no hint, let dbNextAG recommend an allocation group
749          */
750         if (hint == 0)
751                 goto pref_ag;
752
753         /* we would like to allocate close to the hint.  adjust the
754          * hint to the block following the hint since the allocators
755          * will start looking for free space starting at this point.
756          */
757         blkno = hint + 1;
758
759         if (blkno >= bmp->db_mapsize)
760                 goto pref_ag;
761
762         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
763
764         /* check if blkno crosses over into a new allocation group.
765          * if so, check if we should allow allocations within this
766          * allocation group.
767          */
768         if ((blkno & (bmp->db_agsize - 1)) == 0)
769                 /* check if the AG is currenly being written to.
770                  * if so, call dbNextAG() to find a non-busy
771                  * AG with sufficient free space.
772                  */
773                 if (atomic_read(&bmp->db_active[agno]))
774                         goto pref_ag;
775
776         /* check if the allocation request size can be satisfied from a
777          * single dmap.  if so, try to allocate from the dmap containing
778          * the hint using a tiered strategy.
779          */
780         if (nblocks <= BPERDMAP) {
781                 IREAD_LOCK(ipbmap);
782
783                 /* get the buffer for the dmap containing the hint.
784                  */
785                 rc = -EIO;
786                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
787                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
788                 if (mp == NULL)
789                         goto read_unlock;
790
791                 dp = (struct dmap *) mp->data;
792
793                 /* first, try to satisfy the allocation request with the
794                  * blocks beginning at the hint.
795                  */
796                 if ((rc = dbAllocNext(bmp, dp, blkno, (int) nblocks))
797                     != -ENOSPC) {
798                         if (rc == 0) {
799                                 *results = blkno;
800                                 mark_metapage_dirty(mp);
801                         }
802
803                         release_metapage(mp);
804                         goto read_unlock;
805                 }
806
807                 writers = atomic_read(&bmp->db_active[agno]);
808                 if ((writers > 1) ||
809                     ((writers == 1) && (JFS_IP(ip)->active_ag != agno))) {
810                         /*
811                          * Someone else is writing in this allocation
812                          * group.  To avoid fragmenting, try another ag
813                          */
814                         release_metapage(mp);
815                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
816                         goto pref_ag;
817                 }
818
819                 /* next, try to satisfy the allocation request with blocks
820                  * near the hint.
821                  */
822                 if ((rc =
823                      dbAllocNear(bmp, dp, blkno, (int) nblocks, l2nb, results))
824                     != -ENOSPC) {
825                         if (rc == 0)
826                                 mark_metapage_dirty(mp);
827
828                         release_metapage(mp);
829                         goto read_unlock;
830                 }
831
832                 /* try to satisfy the allocation request with blocks within
833                  * the same dmap as the hint.
834                  */
835                 if ((rc = dbAllocDmapLev(bmp, dp, (int) nblocks, l2nb, results))
836                     != -ENOSPC) {
837                         if (rc == 0)
838                                 mark_metapage_dirty(mp);
839
840                         release_metapage(mp);
841                         goto read_unlock;
842                 }
843
844                 release_metapage(mp);
845                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
846         }
847
848         /* try to satisfy the allocation request with blocks within
849          * the same allocation group as the hint.
850          */
851         IWRITE_LOCK(ipbmap);
852         if ((rc = dbAllocAG(bmp, agno, nblocks, l2nb, results)) != -ENOSPC)
853                 goto write_unlock;
854
855         IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
856
857
858       pref_ag:
859         /*
860          * Let dbNextAG recommend a preferred allocation group
861          */
862         agno = dbNextAG(ipbmap);
863         IWRITE_LOCK(ipbmap);
864
865         /* Try to allocate within this allocation group.  if that fails, try to
866          * allocate anywhere in the map.
867          */
868         if ((rc = dbAllocAG(bmp, agno, nblocks, l2nb, results)) == -ENOSPC)
869                 rc = dbAllocAny(bmp, nblocks, l2nb, results);
870
871       write_unlock:
872         IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
873
874         return (rc);
875
876       read_unlock:
877         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
878
879         return (rc);
880 }
881
882 #ifdef _NOTYET
883 /*
884  * NAME:        dbAllocExact()
885  *
886  * FUNCTION:    try to allocate the requested extent;
887  *
888  * PARAMETERS:
889  *      ip      - pointer to in-core inode;
890  *      blkno   - extent address;
891  *      nblocks - extent length;
892  *
893  * RETURN VALUES:
894  *      0       - success
895  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
896  *      -EIO    - i/o error
897  */
898 int dbAllocExact(struct inode *ip, s64 blkno, int nblocks)
899 {
900         int rc;
901         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
902         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
903         struct dmap *dp;
904         s64 lblkno;
905         struct metapage *mp;
906
907         IREAD_LOCK(ipbmap);
908
909         /*
910          * validate extent request:
911          *
912          * note: defragfs policy:
913          *  max 64 blocks will be moved.  
914          *  allocation request size must be satisfied from a single dmap.
915          */
916         if (nblocks <= 0 || nblocks > BPERDMAP || blkno >= bmp->db_mapsize) {
917                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
918                 return -EINVAL;
919         }
920
921         if (nblocks > ((s64) 1 << bmp->db_maxfreebud)) {
922                 /* the free space is no longer available */
923                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
924                 return -ENOSPC;
925         }
926
927         /* read in the dmap covering the extent */
928         lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
929         mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
930         if (mp == NULL) {
931                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
932                 return -EIO;
933         }
934         dp = (struct dmap *) mp->data;
935
936         /* try to allocate the requested extent */
937         rc = dbAllocNext(bmp, dp, blkno, nblocks);
938
939         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
940
941         if (rc == 0)
942                 mark_metapage_dirty(mp);
943
944         release_metapage(mp);
945
946         return (rc);
947 }
948 #endif /* _NOTYET */
949
950 /*
951  * NAME:        dbReAlloc()
952  *
953  * FUNCTION:    attempt to extend a current allocation by a specified
954  *              number of blocks.
955  *
956  *              this routine attempts to satisfy the allocation request
957  *              by first trying to extend the existing allocation in
958  *              place by allocating the additional blocks as the blocks
959  *              immediately following the current allocation.  if these
960  *              blocks are not available, this routine will attempt to
961  *              allocate a new set of contiguous blocks large enough
962  *              to cover the existing allocation plus the additional
963  *              number of blocks required.
964  *
965  * PARAMETERS:
966  *      ip          -  pointer to in-core inode requiring allocation.
967  *      blkno       -  starting block of the current allocation.
968  *      nblocks     -  number of contiguous blocks within the current
969  *                     allocation.
970  *      addnblocks  -  number of blocks to add to the allocation.
971  *      results -      on successful return, set to the starting block number
972  *                     of the existing allocation if the existing allocation
973  *                     was extended in place or to a newly allocated contiguous
974  *                     range if the existing allocation could not be extended
975  *                     in place.
976  *
977  * RETURN VALUES:
978  *      0       - success
979  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
980  *      -EIO    - i/o error
981  */
982 int
983 dbReAlloc(struct inode *ip,
984           s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks, s64 * results)
985 {
986         int rc;
987
988         /* try to extend the allocation in place.
989          */
990         if ((rc = dbExtend(ip, blkno, nblocks, addnblocks)) == 0) {
991                 *results = blkno;
992                 return (0);
993         } else {
994                 if (rc != -ENOSPC)
995                         return (rc);
996         }
997
998         /* could not extend the allocation in place, so allocate a
999          * new set of blocks for the entire request (i.e. try to get
1000          * a range of contiguous blocks large enough to cover the
1001          * existing allocation plus the additional blocks.)
1002          */
1003         return (dbAlloc
1004                 (ip, blkno + nblocks - 1, addnblocks + nblocks, results));
1005 }
1006
1007
1008 /*
1009  * NAME:        dbExtend()
1010  *
1011  * FUNCTION:    attempt to extend a current allocation by a specified
1012  *              number of blocks.
1013  *
1014  *              this routine attempts to satisfy the allocation request
1015  *              by first trying to extend the existing allocation in
1016  *              place by allocating the additional blocks as the blocks
1017  *              immediately following the current allocation.
1018  *
1019  * PARAMETERS:
1020  *      ip          -  pointer to in-core inode requiring allocation.
1021  *      blkno       -  starting block of the current allocation.
1022  *      nblocks     -  number of contiguous blocks within the current
1023  *                     allocation.
1024  *      addnblocks  -  number of blocks to add to the allocation.
1025  *
1026  * RETURN VALUES:
1027  *      0       - success
1028  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1029  *      -EIO    - i/o error
1030  */
1031 static int dbExtend(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks)
1032 {
1033         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ip->i_sb);
1034         s64 lblkno, lastblkno, extblkno;
1035         uint rel_block;
1036         struct metapage *mp;
1037         struct dmap *dp;
1038         int rc;
1039         struct inode *ipbmap = sbi->ipbmap;
1040         struct bmap *bmp;
1041
1042         /*
1043          * We don't want a non-aligned extent to cross a page boundary
1044          */
1045         if (((rel_block = blkno & (sbi->nbperpage - 1))) &&
1046             (rel_block + nblocks + addnblocks > sbi->nbperpage))
1047                 return -ENOSPC;
1048
1049         /* get the last block of the current allocation */
1050         lastblkno = blkno + nblocks - 1;
1051
1052         /* determine the block number of the block following
1053          * the existing allocation.
1054          */
1055         extblkno = lastblkno + 1;
1056
1057         IREAD_LOCK(ipbmap);
1058
1059         /* better be within the file system */
1060         bmp = sbi->bmap;
1061         if (lastblkno < 0 || lastblkno >= bmp->db_mapsize) {
1062                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1063                 jfs_error(ip->i_sb,
1064                           "dbExtend: the block is outside the filesystem");
1065                 return -EIO;
1066         }
1067
1068         /* we'll attempt to extend the current allocation in place by
1069          * allocating the additional blocks as the blocks immediately
1070          * following the current allocation.  we only try to extend the
1071          * current allocation in place if the number of additional blocks
1072          * can fit into a dmap, the last block of the current allocation
1073          * is not the last block of the file system, and the start of the
1074          * inplace extension is not on an allocation group boundary.
1075          */
1076         if (addnblocks > BPERDMAP || extblkno >= bmp->db_mapsize ||
1077             (extblkno & (bmp->db_agsize - 1)) == 0) {
1078                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1079                 return -ENOSPC;
1080         }
1081
1082         /* get the buffer for the dmap containing the first block
1083          * of the extension.
1084          */
1085         lblkno = BLKTODMAP(extblkno, bmp->db_l2nbperpage);
1086         mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1087         if (mp == NULL) {
1088                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1089                 return -EIO;
1090         }
1091
1092         dp = (struct dmap *) mp->data;
1093
1094         /* try to allocate the blocks immediately following the
1095          * current allocation.
1096          */
1097         rc = dbAllocNext(bmp, dp, extblkno, (int) addnblocks);
1098
1099         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1100
1101         /* were we successful ? */
1102         if (rc == 0)
1103                 write_metapage(mp);
1104         else
1105                 /* we were not successful */
1106                 release_metapage(mp);
1107
1108
1109         return (rc);
1110 }
1111
1112
1113 /*
1114  * NAME:        dbAllocNext()
1115  *
1116  * FUNCTION:    attempt to allocate the blocks of the specified block
1117  *              range within a dmap.
1118  *
1119  * PARAMETERS:
1120  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1121  *      dp      -  pointer to dmap.
1122  *      blkno   -  starting block number of the range.
1123  *      nblocks -  number of contiguous free blocks of the range.
1124  *
1125  * RETURN VALUES:
1126  *      0       - success
1127  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1128  *      -EIO    - i/o error
1129  *
1130  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1131  */
1132 static int dbAllocNext(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
1133                        int nblocks)
1134 {
1135         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw;
1136         int l2size;
1137         s8 *leaf;
1138         u32 mask;
1139
1140         if (dp->tree.leafidx != cpu_to_le32(LEAFIND)) {
1141                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1142                           "dbAllocNext: Corrupt dmap page");
1143                 return -EIO;
1144         }
1145
1146         /* pick up a pointer to the leaves of the dmap tree.
1147          */
1148         leaf = dp->tree.stree + le32_to_cpu(dp->tree.leafidx);
1149
1150         /* determine the bit number and word within the dmap of the
1151          * starting block.
1152          */
1153         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
1154         word = dbitno >> L2DBWORD;
1155
1156         /* check if the specified block range is contained within
1157          * this dmap.
1158          */
1159         if (dbitno + nblocks > BPERDMAP)
1160                 return -ENOSPC;
1161
1162         /* check if the starting leaf indicates that anything
1163          * is free.
1164          */
1165         if (leaf[word] == NOFREE)
1166                 return -ENOSPC;
1167
1168         /* check the dmaps words corresponding to block range to see
1169          * if the block range is free.  not all bits of the first and
1170          * last words may be contained within the block range.  if this
1171          * is the case, we'll work against those words (i.e. partial first
1172          * and/or last) on an individual basis (a single pass) and examine
1173          * the actual bits to determine if they are free.  a single pass
1174          * will be used for all dmap words fully contained within the
1175          * specified range.  within this pass, the leaves of the dmap
1176          * tree will be examined to determine if the blocks are free. a
1177          * single leaf may describe the free space of multiple dmap
1178          * words, so we may visit only a subset of the actual leaves
1179          * corresponding to the dmap words of the block range.
1180          */
1181         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
1182                 /* determine the bit number within the word and
1183                  * the number of bits within the word.
1184                  */
1185                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
1186                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
1187
1188                 /* check if only part of the word is to be examined.
1189                  */
1190                 if (nb < DBWORD) {
1191                         /* check if the bits are free.
1192                          */
1193                         mask = (ONES << (DBWORD - nb) >> wbitno);
1194                         if ((mask & ~le32_to_cpu(dp->wmap[word])) != mask)
1195                                 return -ENOSPC;
1196
1197                         word += 1;
1198                 } else {
1199                         /* one or more dmap words are fully contained
1200                          * within the block range.  determine how many
1201                          * words and how many bits.
1202                          */
1203                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
1204                         nb = nwords << L2DBWORD;
1205
1206                         /* now examine the appropriate leaves to determine
1207                          * if the blocks are free.
1208                          */
1209                         while (nwords > 0) {
1210                                 /* does the leaf describe any free space ?
1211                                  */
1212                                 if (leaf[word] < BUDMIN)
1213                                         return -ENOSPC;
1214
1215                                 /* determine the l2 number of bits provided
1216                                  * by this leaf.
1217                                  */
1218                                 l2size =
1219                                     min((int)leaf[word], NLSTOL2BSZ(nwords));
1220
1221                                 /* determine how many words were handled.
1222                                  */
1223                                 nw = BUDSIZE(l2size, BUDMIN);
1224
1225                                 nwords -= nw;
1226                                 word += nw;
1227                         }
1228                 }
1229         }
1230
1231         /* allocate the blocks.
1232          */
1233         return (dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks));
1234 }
1235
1236
1237 /*
1238  * NAME:        dbAllocNear()
1239  *
1240  * FUNCTION:    attempt to allocate a number of contiguous free blocks near
1241  *              a specified block (hint) within a dmap.
1242  *
1243  *              starting with the dmap leaf that covers the hint, we'll
1244  *              check the next four contiguous leaves for sufficient free
1245  *              space.  if sufficient free space is found, we'll allocate
1246  *              the desired free space.
1247  *
1248  * PARAMETERS:
1249  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1250  *      dp      -  pointer to dmap.
1251  *      blkno   -  block number to allocate near.
1252  *      nblocks -  actual number of contiguous free blocks desired.
1253  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1254  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1255  *                 of the newly allocated range.
1256  *
1257  * RETURN VALUES:
1258  *      0       - success
1259  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1260  *      -EIO    - i/o error
1261  *
1262  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1263  */
1264 static int
1265 dbAllocNear(struct bmap * bmp,
1266             struct dmap * dp, s64 blkno, int nblocks, int l2nb, s64 * results)
1267 {
1268         int word, lword, rc;
1269         s8 *leaf;
1270
1271         if (dp->tree.leafidx != cpu_to_le32(LEAFIND)) {
1272                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1273                           "dbAllocNear: Corrupt dmap page");
1274                 return -EIO;
1275         }
1276
1277         leaf = dp->tree.stree + le32_to_cpu(dp->tree.leafidx);
1278
1279         /* determine the word within the dmap that holds the hint
1280          * (i.e. blkno).  also, determine the last word in the dmap
1281          * that we'll include in our examination.
1282          */
1283         word = (blkno & (BPERDMAP - 1)) >> L2DBWORD;
1284         lword = min(word + 4, LPERDMAP);
1285
1286         /* examine the leaves for sufficient free space.
1287          */
1288         for (; word < lword; word++) {
1289                 /* does the leaf describe sufficient free space ?
1290                  */
1291                 if (leaf[word] < l2nb)
1292                         continue;
1293
1294                 /* determine the block number within the file system
1295                  * of the first block described by this dmap word.
1296                  */
1297                 blkno = le64_to_cpu(dp->start) + (word << L2DBWORD);
1298
1299                 /* if not all bits of the dmap word are free, get the
1300                  * starting bit number within the dmap word of the required
1301                  * string of free bits and adjust the block number with the
1302                  * value.
1303                  */
1304                 if (leaf[word] < BUDMIN)
1305                         blkno +=
1306                             dbFindBits(le32_to_cpu(dp->wmap[word]), l2nb);
1307
1308                 /* allocate the blocks.
1309                  */
1310                 if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks)) == 0)
1311                         *results = blkno;
1312
1313                 return (rc);
1314         }
1315
1316         return -ENOSPC;
1317 }
1318
1319
1320 /*
1321  * NAME:        dbAllocAG()
1322  *
1323  * FUNCTION:    attempt to allocate the specified number of contiguous
1324  *              free blocks within the specified allocation group.
1325  *
1326  *              unless the allocation group size is equal to the number
1327  *              of blocks per dmap, the dmap control pages will be used to
1328  *              find the required free space, if available.  we start the
1329  *              search at the highest dmap control page level which
1330  *              distinctly describes the allocation group's free space
1331  *              (i.e. the highest level at which the allocation group's
1332  *              free space is not mixed in with that of any other group).
1333  *              in addition, we start the search within this level at a
1334  *              height of the dmapctl dmtree at which the nodes distinctly
1335  *              describe the allocation group's free space.  at this height,
1336  *              the allocation group's free space may be represented by 1
1337  *              or two sub-trees, depending on the allocation group size.
1338  *              we search the top nodes of these subtrees left to right for
1339  *              sufficient free space.  if sufficient free space is found,
1340  *              the subtree is searched to find the leftmost leaf that 
1341  *              has free space.  once we have made it to the leaf, we
1342  *              move the search to the next lower level dmap control page
1343  *              corresponding to this leaf.  we continue down the dmap control
1344  *              pages until we find the dmap that contains or starts the
1345  *              sufficient free space and we allocate at this dmap.
1346  *
1347  *              if the allocation group size is equal to the dmap size,
1348  *              we'll start at the dmap corresponding to the allocation
1349  *              group and attempt the allocation at this level.
1350  *
1351  *              the dmap control page search is also not performed if the
1352  *              allocation group is completely free and we go to the first
1353  *              dmap of the allocation group to do the allocation.  this is
1354  *              done because the allocation group may be part (not the first
1355  *              part) of a larger binary buddy system, causing the dmap
1356  *              control pages to indicate no free space (NOFREE) within
1357  *              the allocation group.
1358  *
1359  * PARAMETERS:
1360  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1361  *      agno    - allocation group number.
1362  *      nblocks -  actual number of contiguous free blocks desired.
1363  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1364  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1365  *                 of the newly allocated range.
1366  *
1367  * RETURN VALUES:
1368  *      0       - success
1369  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1370  *      -EIO    - i/o error
1371  *
1372  * note: IWRITE_LOCK(ipmap) held on entry/exit;
1373  */
1374 static int
1375 dbAllocAG(struct bmap * bmp, int agno, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results)
1376 {
1377         struct metapage *mp;
1378         struct dmapctl *dcp;
1379         int rc, ti, i, k, m, n, agperlev;
1380         s64 blkno, lblkno;
1381         int budmin;
1382
1383         /* allocation request should not be for more than the
1384          * allocation group size.
1385          */
1386         if (l2nb > bmp->db_agl2size) {
1387                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1388                           "dbAllocAG: allocation request is larger than the "
1389                           "allocation group size");
1390                 return -EIO;
1391         }
1392
1393         /* determine the starting block number of the allocation
1394          * group.
1395          */
1396         blkno = (s64) agno << bmp->db_agl2size;
1397
1398         /* check if the allocation group size is the minimum allocation
1399          * group size or if the allocation group is completely free. if
1400          * the allocation group size is the minimum size of BPERDMAP (i.e.
1401          * 1 dmap), there is no need to search the dmap control page (below)
1402          * that fully describes the allocation group since the allocation
1403          * group is already fully described by a dmap.  in this case, we
1404          * just call dbAllocCtl() to search the dmap tree and allocate the
1405          * required space if available.  
1406          *
1407          * if the allocation group is completely free, dbAllocCtl() is
1408          * also called to allocate the required space.  this is done for
1409          * two reasons.  first, it makes no sense searching the dmap control
1410          * pages for free space when we know that free space exists.  second,
1411          * the dmap control pages may indicate that the allocation group
1412          * has no free space if the allocation group is part (not the first
1413          * part) of a larger binary buddy system.
1414          */
1415         if (bmp->db_agsize == BPERDMAP
1416             || bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize) {
1417                 rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1418                 if ((rc == -ENOSPC) &&
1419                     (bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize)) {
1420                         printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, blocks = %Lx\n",
1421                                (unsigned long long) blkno,
1422                                (unsigned long long) nblocks);
1423                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1424                                   "dbAllocAG: dbAllocCtl failed in free AG");
1425                 }
1426                 return (rc);
1427         }
1428
1429         /* the buffer for the dmap control page that fully describes the
1430          * allocation group.
1431          */
1432         lblkno = BLKTOCTL(blkno, bmp->db_l2nbperpage, bmp->db_aglevel);
1433         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1434         if (mp == NULL)
1435                 return -EIO;
1436         dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
1437         budmin = dcp->budmin;
1438
1439         if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
1440                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1441                           "dbAllocAG: Corrupt dmapctl page");
1442                 release_metapage(mp);
1443                 return -EIO;
1444         }
1445
1446         /* search the subtree(s) of the dmap control page that describes
1447          * the allocation group, looking for sufficient free space.  to begin,
1448          * determine how many allocation groups are represented in a dmap
1449          * control page at the control page level (i.e. L0, L1, L2) that
1450          * fully describes an allocation group. next, determine the starting
1451          * tree index of this allocation group within the control page.
1452          */
1453         agperlev =
1454             (1 << (L2LPERCTL - (bmp->db_agheigth << 1))) / bmp->db_agwidth;
1455         ti = bmp->db_agstart + bmp->db_agwidth * (agno & (agperlev - 1));
1456
1457         /* dmap control page trees fan-out by 4 and a single allocation 
1458          * group may be described by 1 or 2 subtrees within the ag level
1459          * dmap control page, depending upon the ag size. examine the ag's
1460          * subtrees for sufficient free space, starting with the leftmost
1461          * subtree.
1462          */
1463         for (i = 0; i < bmp->db_agwidth; i++, ti++) {
1464                 /* is there sufficient free space ?
1465                  */
1466                 if (l2nb > dcp->stree[ti])
1467                         continue;
1468
1469                 /* sufficient free space found in a subtree. now search down
1470                  * the subtree to find the leftmost leaf that describes this
1471                  * free space.
1472                  */
1473                 for (k = bmp->db_agheigth; k > 0; k--) {
1474                         for (n = 0, m = (ti << 2) + 1; n < 4; n++) {
1475                                 if (l2nb <= dcp->stree[m + n]) {
1476                                         ti = m + n;
1477                                         break;
1478                                 }
1479                         }
1480                         if (n == 4) {
1481                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1482                                           "dbAllocAG: failed descending stree");
1483                                 release_metapage(mp);
1484                                 return -EIO;
1485                         }
1486                 }
1487
1488                 /* determine the block number within the file system
1489                  * that corresponds to this leaf.
1490                  */
1491                 if (bmp->db_aglevel == 2)
1492                         blkno = 0;
1493                 else if (bmp->db_aglevel == 1)
1494                         blkno &= ~(MAXL1SIZE - 1);
1495                 else            /* bmp->db_aglevel == 0 */
1496                         blkno &= ~(MAXL0SIZE - 1);
1497
1498                 blkno +=
1499                     ((s64) (ti - le32_to_cpu(dcp->leafidx))) << budmin;
1500
1501                 /* release the buffer in preparation for going down
1502                  * the next level of dmap control pages.
1503                  */
1504                 release_metapage(mp);
1505
1506                 /* check if we need to continue to search down the lower
1507                  * level dmap control pages.  we need to if the number of
1508                  * blocks required is less than maximum number of blocks
1509                  * described at the next lower level.
1510                  */
1511                 if (l2nb < budmin) {
1512
1513                         /* search the lower level dmap control pages to get
1514                          * the starting block number of the the dmap that
1515                          * contains or starts off the free space.
1516                          */
1517                         if ((rc =
1518                              dbFindCtl(bmp, l2nb, bmp->db_aglevel - 1,
1519                                        &blkno))) {
1520                                 if (rc == -ENOSPC) {
1521                                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1522                                                   "dbAllocAG: control page "
1523                                                   "inconsistent");
1524                                         return -EIO;
1525                                 }
1526                                 return (rc);
1527                         }
1528                 }
1529
1530                 /* allocate the blocks.
1531                  */
1532                 rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1533                 if (rc == -ENOSPC) {
1534                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1535                                   "dbAllocAG: unable to allocate blocks");
1536                         rc = -EIO;
1537                 }
1538                 return (rc);
1539         }
1540
1541         /* no space in the allocation group.  release the buffer and
1542          * return -ENOSPC.
1543          */
1544         release_metapage(mp);
1545
1546         return -ENOSPC;
1547 }
1548
1549
1550 /*
1551  * NAME:        dbAllocAny()
1552  *
1553  * FUNCTION:    attempt to allocate the specified number of contiguous
1554  *              free blocks anywhere in the file system.
1555  *
1556  *              dbAllocAny() attempts to find the sufficient free space by
1557  *              searching down the dmap control pages, starting with the
1558  *              highest level (i.e. L0, L1, L2) control page.  if free space
1559  *              large enough to satisfy the desired free space is found, the
1560  *              desired free space is allocated.
1561  *
1562  * PARAMETERS:
1563  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1564  *      nblocks  -  actual number of contiguous free blocks desired.
1565  *      l2nb     -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1566  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1567  *                 of the newly allocated range.
1568  *
1569  * RETURN VALUES:
1570  *      0       - success
1571  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1572  *      -EIO    - i/o error
1573  *
1574  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1575  */
1576 static int dbAllocAny(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results)
1577 {
1578         int rc;
1579         s64 blkno = 0;
1580
1581         /* starting with the top level dmap control page, search
1582          * down the dmap control levels for sufficient free space.
1583          * if free space is found, dbFindCtl() returns the starting
1584          * block number of the dmap that contains or starts off the
1585          * range of free space.
1586          */
1587         if ((rc = dbFindCtl(bmp, l2nb, bmp->db_maxlevel, &blkno)))
1588                 return (rc);
1589
1590         /* allocate the blocks.
1591          */
1592         rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1593         if (rc == -ENOSPC) {
1594                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1595                           "dbAllocAny: unable to allocate blocks");
1596                 return -EIO;
1597         }
1598         return (rc);
1599 }
1600
1601
1602 /*
1603  * NAME:        dbFindCtl()
1604  *
1605  * FUNCTION:    starting at a specified dmap control page level and block
1606  *              number, search down the dmap control levels for a range of
1607  *              contiguous free blocks large enough to satisfy an allocation
1608  *              request for the specified number of free blocks.
1609  *
1610  *              if sufficient contiguous free blocks are found, this routine
1611  *              returns the starting block number within a dmap page that
1612  *              contains or starts a range of contiqious free blocks that
1613  *              is sufficient in size.
1614  *
1615  * PARAMETERS:
1616  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1617  *      level   -  starting dmap control page level.
1618  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1619  *      *blkno  -  on entry, starting block number for conducting the search.
1620  *                 on successful return, the first block within a dmap page
1621  *                 that contains or starts a range of contiguous free blocks.
1622  *
1623  * RETURN VALUES:
1624  *      0       - success
1625  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1626  *      -EIO    - i/o error
1627  *
1628  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1629  */
1630 static int dbFindCtl(struct bmap * bmp, int l2nb, int level, s64 * blkno)
1631 {
1632         int rc, leafidx, lev;
1633         s64 b, lblkno;
1634         struct dmapctl *dcp;
1635         int budmin;
1636         struct metapage *mp;
1637
1638         /* starting at the specified dmap control page level and block
1639          * number, search down the dmap control levels for the starting
1640          * block number of a dmap page that contains or starts off 
1641          * sufficient free blocks.
1642          */
1643         for (lev = level, b = *blkno; lev >= 0; lev--) {
1644                 /* get the buffer of the dmap control page for the block
1645                  * number and level (i.e. L0, L1, L2).
1646                  */
1647                 lblkno = BLKTOCTL(b, bmp->db_l2nbperpage, lev);
1648                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1649                 if (mp == NULL)
1650                         return -EIO;
1651                 dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
1652                 budmin = dcp->budmin;
1653
1654                 if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
1655                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1656                                   "dbFindCtl: Corrupt dmapctl page");
1657                         release_metapage(mp);
1658                         return -EIO;
1659                 }
1660
1661                 /* search the tree within the dmap control page for
1662                  * sufficent free space.  if sufficient free space is found,
1663                  * dbFindLeaf() returns the index of the leaf at which
1664                  * free space was found.
1665                  */
1666                 rc = dbFindLeaf((dmtree_t *) dcp, l2nb, &leafidx);
1667
1668                 /* release the buffer.
1669                  */
1670                 release_metapage(mp);
1671
1672                 /* space found ?
1673                  */
1674                 if (rc) {
1675                         if (lev != level) {
1676                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1677                                           "dbFindCtl: dmap inconsistent");
1678                                 return -EIO;
1679                         }
1680                         return -ENOSPC;
1681                 }
1682
1683                 /* adjust the block number to reflect the location within
1684                  * the dmap control page (i.e. the leaf) at which free 
1685                  * space was found.
1686                  */
1687                 b += (((s64) leafidx) << budmin);
1688
1689                 /* we stop the search at this dmap control page level if
1690                  * the number of blocks required is greater than or equal
1691                  * to the maximum number of blocks described at the next
1692                  * (lower) level.
1693                  */
1694                 if (l2nb >= budmin)
1695                         break;
1696         }
1697
1698         *blkno = b;
1699         return (0);
1700 }
1701
1702
1703 /*
1704  * NAME:        dbAllocCtl()
1705  *
1706  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous
1707  *              blocks starting within a specific dmap.  
1708  *              
1709  *              this routine is called by higher level routines that search
1710  *              the dmap control pages above the actual dmaps for contiguous
1711  *              free space.  the result of successful searches by these
1712  *              routines are the starting block numbers within dmaps, with
1713  *              the dmaps themselves containing the desired contiguous free
1714  *              space or starting a contiguous free space of desired size
1715  *              that is made up of the blocks of one or more dmaps. these
1716  *              calls should not fail due to insufficent resources.
1717  *
1718  *              this routine is called in some cases where it is not known
1719  *              whether it will fail due to insufficient resources.  more
1720  *              specifically, this occurs when allocating from an allocation
1721  *              group whose size is equal to the number of blocks per dmap.
1722  *              in this case, the dmap control pages are not examined prior
1723  *              to calling this routine (to save pathlength) and the call
1724  *              might fail.
1725  *
1726  *              for a request size that fits within a dmap, this routine relies
1727  *              upon the dmap's dmtree to find the requested contiguous free
1728  *              space.  for request sizes that are larger than a dmap, the
1729  *              requested free space will start at the first block of the
1730  *              first dmap (i.e. blkno).
1731  *
1732  * PARAMETERS:
1733  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1734  *      nblocks  -  actual number of contiguous free blocks to allocate.
1735  *      l2nb     -  log2 number of contiguous free blocks to allocate.
1736  *      blkno    -  starting block number of the dmap to start the allocation
1737  *                  from.
1738  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1739  *                 of the newly allocated range.
1740  *
1741  * RETURN VALUES:
1742  *      0       - success
1743  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1744  *      -EIO    - i/o error
1745  *
1746  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1747  */
1748 static int
1749 dbAllocCtl(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 blkno, s64 * results)
1750 {
1751         int rc, nb;
1752         s64 b, lblkno, n;
1753         struct metapage *mp;
1754         struct dmap *dp;
1755
1756         /* check if the allocation request is confined to a single dmap.
1757          */
1758         if (l2nb <= L2BPERDMAP) {
1759                 /* get the buffer for the dmap.
1760                  */
1761                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
1762                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1763                 if (mp == NULL)
1764                         return -EIO;
1765                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1766
1767                 /* try to allocate the blocks.
1768                  */
1769                 rc = dbAllocDmapLev(bmp, dp, (int) nblocks, l2nb, results);
1770                 if (rc == 0)
1771                         mark_metapage_dirty(mp);
1772
1773                 release_metapage(mp);
1774
1775                 return (rc);
1776         }
1777
1778         /* allocation request involving multiple dmaps. it must start on
1779          * a dmap boundary.
1780          */
1781         assert((blkno & (BPERDMAP - 1)) == 0);
1782
1783         /* allocate the blocks dmap by dmap.
1784          */
1785         for (n = nblocks, b = blkno; n > 0; n -= nb, b += nb) {
1786                 /* get the buffer for the dmap.
1787                  */
1788                 lblkno = BLKTODMAP(b, bmp->db_l2nbperpage);
1789                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1790                 if (mp == NULL) {
1791                         rc = -EIO;
1792                         goto backout;
1793                 }
1794                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1795
1796                 /* the dmap better be all free.
1797                  */
1798                 if (dp->tree.stree[ROOT] != L2BPERDMAP) {
1799                         release_metapage(mp);
1800                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1801                                   "dbAllocCtl: the dmap is not all free");
1802                         rc = -EIO;
1803                         goto backout;
1804                 }
1805
1806                 /* determine how many blocks to allocate from this dmap.
1807                  */
1808                 nb = min(n, (s64)BPERDMAP);
1809
1810                 /* allocate the blocks from the dmap.
1811                  */
1812                 if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, b, nb))) {
1813                         release_metapage(mp);
1814                         goto backout;
1815                 }
1816
1817                 /* write the buffer.
1818                  */
1819                 write_metapage(mp);
1820         }
1821
1822         /* set the results (starting block number) and return.
1823          */
1824         *results = blkno;
1825         return (0);
1826
1827         /* something failed in handling an allocation request involving
1828          * multiple dmaps.  we'll try to clean up by backing out any
1829          * allocation that has already happened for this request.  if
1830          * we fail in backing out the allocation, we'll mark the file
1831          * system to indicate that blocks have been leaked.
1832          */
1833       backout:
1834
1835         /* try to backout the allocations dmap by dmap.
1836          */
1837         for (n = nblocks - n, b = blkno; n > 0;
1838              n -= BPERDMAP, b += BPERDMAP) {
1839                 /* get the buffer for this dmap.
1840                  */
1841                 lblkno = BLKTODMAP(b, bmp->db_l2nbperpage);
1842                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1843                 if (mp == NULL) {
1844                         /* could not back out.  mark the file system
1845                          * to indicate that we have leaked blocks.
1846                          */
1847                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1848                                   "dbAllocCtl: I/O Error: Block Leakage.");
1849                         continue;
1850                 }
1851                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1852
1853                 /* free the blocks is this dmap.
1854                  */
1855                 if (dbFreeDmap(bmp, dp, b, BPERDMAP)) {
1856                         /* could not back out.  mark the file system
1857                          * to indicate that we have leaked blocks.
1858                          */
1859                         release_metapage(mp);
1860                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1861                                   "dbAllocCtl: Block Leakage.");
1862                         continue;
1863                 }
1864
1865                 /* write the buffer.
1866                  */
1867                 write_metapage(mp);
1868         }
1869
1870         return (rc);
1871 }
1872
1873
1874 /*
1875  * NAME:        dbAllocDmapLev()
1876  *
1877  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous blocks
1878  *              from a specified dmap.
1879  *              
1880  *              this routine checks if the contiguous blocks are available.
1881  *              if so, nblocks of blocks are allocated; otherwise, ENOSPC is
1882  *              returned.
1883  *
1884  * PARAMETERS:
1885  *      mp      -  pointer to bmap descriptor
1886  *      dp      -  pointer to dmap to attempt to allocate blocks from. 
1887  *      l2nb    -  log2 number of contiguous block desired.
1888  *      nblocks -  actual number of contiguous block desired.
1889  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1890  *                 of the newly allocated range.
1891  *
1892  * RETURN VALUES:
1893  *      0       - success
1894  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1895  *      -EIO    - i/o error
1896  *
1897  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap), e.g., from dbAlloc(), or 
1898  *      IWRITE_LOCK(ipbmap), e.g., dbAllocCtl(), held on entry/exit;
1899  */
1900 static int
1901 dbAllocDmapLev(struct bmap * bmp,
1902                struct dmap * dp, int nblocks, int l2nb, s64 * results)
1903 {
1904         s64 blkno;
1905         int leafidx, rc;
1906
1907         /* can't be more than a dmaps worth of blocks */
1908         assert(l2nb <= L2BPERDMAP);
1909
1910         /* search the tree within the dmap page for sufficient
1911          * free space.  if sufficient free space is found, dbFindLeaf()
1912          * returns the index of the leaf at which free space was found.
1913          */
1914         if (dbFindLeaf((dmtree_t *) & dp->tree, l2nb, &leafidx))
1915                 return -ENOSPC;
1916
1917         /* determine the block number within the file system corresponding
1918          * to the leaf at which free space was found.
1919          */
1920         blkno = le64_to_cpu(dp->start) + (leafidx << L2DBWORD);
1921
1922         /* if not all bits of the dmap word are free, get the starting
1923          * bit number within the dmap word of the required string of free
1924          * bits and adjust the block number with this value.
1925          */
1926         if (dp->tree.stree[leafidx + LEAFIND] < BUDMIN)
1927                 blkno += dbFindBits(le32_to_cpu(dp->wmap[leafidx]), l2nb);
1928
1929         /* allocate the blocks */
1930         if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks)) == 0)
1931                 *results = blkno;
1932
1933         return (rc);
1934 }
1935
1936
1937 /*
1938  * NAME:        dbAllocDmap()
1939  *
1940  * FUNCTION:    adjust the disk allocation map to reflect the allocation
1941  *              of a specified block range within a dmap.
1942  *
1943  *              this routine allocates the specified blocks from the dmap
1944  *              through a call to dbAllocBits(). if the allocation of the
1945  *              block range causes the maximum string of free blocks within
1946  *              the dmap to change (i.e. the value of the root of the dmap's
1947  *              dmtree), this routine will cause this change to be reflected
1948  *              up through the appropriate levels of the dmap control pages
1949  *              by a call to dbAdjCtl() for the L0 dmap control page that
1950  *              covers this dmap.
1951  *
1952  * PARAMETERS:
1953  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1954  *      dp      -  pointer to dmap to allocate the block range from.
1955  *      blkno   -  starting block number of the block to be allocated.
1956  *      nblocks -  number of blocks to be allocated.
1957  *
1958  * RETURN VALUES:
1959  *      0       - success
1960  *      -EIO    - i/o error
1961  *
1962  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1963  */
1964 static int dbAllocDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
1965                        int nblocks)
1966 {
1967         s8 oldroot;
1968         int rc;
1969
1970         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
1971          * of the dmap tree.
1972          */
1973         oldroot = dp->tree.stree[ROOT];
1974
1975         /* allocate the specified (blocks) bits */
1976         dbAllocBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
1977
1978         /* if the root has not changed, done. */
1979         if (dp->tree.stree[ROOT] == oldroot)
1980                 return (0);
1981
1982         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
1983          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
1984          * backout the bit allocation (thus making everything consistent).
1985          */
1986         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, dp->tree.stree[ROOT], 1, 0)))
1987                 dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
1988
1989         return (rc);
1990 }
1991
1992
1993 /*
1994  * NAME:        dbFreeDmap()
1995  *
1996  * FUNCTION:    adjust the disk allocation map to reflect the allocation
1997  *              of a specified block range within a dmap.
1998  *
1999  *              this routine frees the specified blocks from the dmap through
2000  *              a call to dbFreeBits(). if the deallocation of the block range
2001  *              causes the maximum string of free blocks within the dmap to
2002  *              change (i.e. the value of the root of the dmap's dmtree), this
2003  *              routine will cause this change to be reflected up through the
2004  *              appropriate levels of the dmap control pages by a call to
2005  *              dbAdjCtl() for the L0 dmap control page that covers this dmap.
2006  *
2007  * PARAMETERS:
2008  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2009  *      dp      -  pointer to dmap to free the block range from.
2010  *      blkno   -  starting block number of the block to be freed.
2011  *      nblocks -  number of blocks to be freed.
2012  *
2013  * RETURN VALUES:
2014  *      0       - success
2015  *      -EIO    - i/o error
2016  *
2017  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2018  */
2019 static int dbFreeDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2020                       int nblocks)
2021 {
2022         s8 oldroot;
2023         int rc = 0, word;
2024
2025         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
2026          * of the dmap tree.
2027          */
2028         oldroot = dp->tree.stree[ROOT];
2029
2030         /* free the specified (blocks) bits */
2031         rc = dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2032
2033         /* if error or the root has not changed, done. */
2034         if (rc || (dp->tree.stree[ROOT] == oldroot))
2035                 return (rc);
2036
2037         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
2038          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
2039          * backout the deallocation. 
2040          */
2041         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, dp->tree.stree[ROOT], 0, 0))) {
2042                 word = (blkno & (BPERDMAP - 1)) >> L2DBWORD;
2043
2044                 /* as part of backing out the deallocation, we will have
2045                  * to back split the dmap tree if the deallocation caused
2046                  * the freed blocks to become part of a larger binary buddy
2047                  * system.
2048                  */
2049                 if (dp->tree.stree[word] == NOFREE)
2050                         dbBackSplit((dmtree_t *) & dp->tree, word);
2051
2052                 dbAllocBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2053         }
2054
2055         return (rc);
2056 }
2057
2058
2059 /*
2060  * NAME:        dbAllocBits()
2061  *
2062  * FUNCTION:    allocate a specified block range from a dmap.
2063  *
2064  *              this routine updates the dmap to reflect the working
2065  *              state allocation of the specified block range. it directly
2066  *              updates the bits of the working map and causes the adjustment
2067  *              of the binary buddy system described by the dmap's dmtree
2068  *              leaves to reflect the bits allocated.  it also causes the
2069  *              dmap's dmtree, as a whole, to reflect the allocated range.
2070  *
2071  * PARAMETERS:
2072  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2073  *      dp      -  pointer to dmap to allocate bits from.
2074  *      blkno   -  starting block number of the bits to be allocated.
2075  *      nblocks -  number of bits to be allocated.
2076  *
2077  * RETURN VALUES: none
2078  *
2079  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2080  */
2081 static void dbAllocBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2082                         int nblocks)
2083 {
2084         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw, agno;
2085         dmtree_t *tp = (dmtree_t *) & dp->tree;
2086         int size;
2087         s8 *leaf;
2088
2089         /* pick up a pointer to the leaves of the dmap tree */
2090         leaf = dp->tree.stree + LEAFIND;
2091
2092         /* determine the bit number and word within the dmap of the
2093          * starting block.
2094          */
2095         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
2096         word = dbitno >> L2DBWORD;
2097
2098         /* block range better be within the dmap */
2099         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
2100
2101         /* allocate the bits of the dmap's words corresponding to the block
2102          * range. not all bits of the first and last words may be contained
2103          * within the block range.  if this is the case, we'll work against
2104          * those words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
2105          * (a single pass), allocating the bits of interest by hand and
2106          * updating the leaf corresponding to the dmap word. a single pass
2107          * will be used for all dmap words fully contained within the
2108          * specified range.  within this pass, the bits of all fully contained
2109          * dmap words will be marked as free in a single shot and the leaves
2110          * will be updated. a single leaf may describe the free space of
2111          * multiple dmap words, so we may update only a subset of the actual
2112          * leaves corresponding to the dmap words of the block range.
2113          */
2114         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
2115                 /* determine the bit number within the word and
2116                  * the number of bits within the word.
2117                  */
2118                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
2119                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
2120
2121                 /* check if only part of a word is to be allocated.
2122                  */
2123                 if (nb < DBWORD) {
2124                         /* allocate (set to 1) the appropriate bits within
2125                          * this dmap word.
2126                          */
2127                         dp->wmap[word] |= cpu_to_le32(ONES << (DBWORD - nb)
2128                                                       >> wbitno);
2129
2130                         /* update the leaf for this dmap word. in addition
2131                          * to setting the leaf value to the binary buddy max
2132                          * of the updated dmap word, dbSplit() will split
2133                          * the binary system of the leaves if need be.
2134                          */
2135                         dbSplit(tp, word, BUDMIN,
2136                                 dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[word]));
2137
2138                         word += 1;
2139                 } else {
2140                         /* one or more dmap words are fully contained
2141                          * within the block range.  determine how many
2142                          * words and allocate (set to 1) the bits of these
2143                          * words.
2144                          */
2145                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
2146                         memset(&dp->wmap[word], (int) ONES, nwords * 4);
2147
2148                         /* determine how many bits.
2149                          */
2150                         nb = nwords << L2DBWORD;
2151
2152                         /* now update the appropriate leaves to reflect
2153                          * the allocated words.
2154                          */
2155                         for (; nwords > 0; nwords -= nw) {
2156                                 if (leaf[word] < BUDMIN) {
2157                                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
2158                                                   "dbAllocBits: leaf page "
2159                                                   "corrupt");
2160                                         break;
2161                                 }
2162
2163                                 /* determine what the leaf value should be
2164                                  * updated to as the minimum of the l2 number
2165                                  * of bits being allocated and the l2 number
2166                                  * of bits currently described by this leaf.
2167                                  */
2168                                 size = min((int)leaf[word], NLSTOL2BSZ(nwords));
2169
2170                                 /* update the leaf to reflect the allocation.
2171                                  * in addition to setting the leaf value to
2172                                  * NOFREE, dbSplit() will split the binary
2173                                  * system of the leaves to reflect the current
2174                                  * allocation (size).
2175                                  */
2176                                 dbSplit(tp, word, size, NOFREE);
2177
2178                                 /* get the number of dmap words handled */
2179                                 nw = BUDSIZE(size, BUDMIN);
2180                                 word += nw;
2181                         }
2182                 }
2183         }
2184
2185         /* update the free count for this dmap */
2186         dp->nfree = cpu_to_le32(le32_to_cpu(dp->nfree) - nblocks);
2187
2188         BMAP_LOCK(bmp);
2189
2190         /* if this allocation group is completely free,
2191          * update the maximum allocation group number if this allocation
2192          * group is the new max.
2193          */
2194         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
2195         if (agno > bmp->db_maxag)
2196                 bmp->db_maxag = agno;
2197
2198         /* update the free count for the allocation group and map */
2199         bmp->db_agfree[agno] -= nblocks;
2200         bmp->db_nfree -= nblocks;
2201
2202         BMAP_UNLOCK(bmp);
2203 }
2204
2205
2206 /*
2207  * NAME:        dbFreeBits()
2208  *
2209  * FUNCTION:    free a specified block range from a dmap.
2210  *
2211  *              this routine updates the dmap to reflect the working
2212  *              state allocation of the specified block range. it directly
2213  *              updates the bits of the working map and causes the adjustment
2214  *              of the binary buddy system described by the dmap's dmtree
2215  *              leaves to reflect the bits freed.  it also causes the dmap's
2216  *              dmtree, as a whole, to reflect the deallocated range.
2217  *
2218  * PARAMETERS:
2219  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2220  *      dp      -  pointer to dmap to free bits from.
2221  *      blkno   -  starting block number of the bits to be freed.
2222  *      nblocks -  number of bits to be freed.
2223  *
2224  * RETURN VALUES: 0 for success
2225  *
2226  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2227  */
2228 static int dbFreeBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2229                        int nblocks)
2230 {
2231         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw, agno;
2232         dmtree_t *tp = (dmtree_t *) & dp->tree;
2233         int rc = 0;
2234         int size;
2235
2236         /* determine the bit number and word within the dmap of the
2237          * starting block.
2238          */
2239         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
2240         word = dbitno >> L2DBWORD;
2241
2242         /* block range better be within the dmap.
2243          */
2244         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
2245
2246         /* free the bits of the dmaps words corresponding to the block range.
2247          * not all bits of the first and last words may be contained within
2248          * the block range.  if this is the case, we'll work against those
2249          * words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
2250          * (a single pass), freeing the bits of interest by hand and updating
2251          * the leaf corresponding to the dmap word. a single pass will be used
2252          * for all dmap words fully contained within the specified range.  
2253          * within this pass, the bits of all fully contained dmap words will
2254          * be marked as free in a single shot and the leaves will be updated. a
2255          * single leaf may describe the free space of multiple dmap words,
2256          * so we may update only a subset of the actual leaves corresponding
2257          * to the dmap words of the block range.
2258          *
2259          * dbJoin() is used to update leaf values and will join the binary
2260          * buddy system of the leaves if the new leaf values indicate this
2261          * should be done.
2262          */
2263         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
2264                 /* determine the bit number within the word and
2265                  * the number of bits within the word.
2266                  */
2267                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
2268                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
2269
2270                 /* check if only part of a word is to be freed.
2271                  */
2272                 if (nb < DBWORD) {
2273                         /* free (zero) the appropriate bits within this
2274                          * dmap word. 
2275                          */
2276                         dp->wmap[word] &=
2277                             cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
2278                                           >> wbitno));
2279
2280                         /* update the leaf for this dmap word.
2281                          */
2282                         rc = dbJoin(tp, word,
2283                                     dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[word]));
2284                         if (rc)
2285                                 return rc;
2286
2287                         word += 1;
2288                 } else {
2289                         /* one or more dmap words are fully contained
2290                          * within the block range.  determine how many
2291                          * words and free (zero) the bits of these words.
2292                          */
2293                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
2294                         memset(&dp->wmap[word], 0, nwords * 4);
2295
2296                         /* determine how many bits.
2297                          */
2298                         nb = nwords << L2DBWORD;
2299
2300                         /* now update the appropriate leaves to reflect
2301                          * the freed words.
2302                          */
2303                         for (; nwords > 0; nwords -= nw) {
2304                                 /* determine what the leaf value should be
2305                                  * updated to as the minimum of the l2 number
2306                                  * of bits being freed and the l2 (max) number
2307                                  * of bits that can be described by this leaf.
2308                                  */
2309                                 size =
2310                                     min(LITOL2BSZ
2311                                         (word, L2LPERDMAP, BUDMIN),
2312                                         NLSTOL2BSZ(nwords));
2313
2314                                 /* update the leaf.
2315                                  */
2316                                 rc = dbJoin(tp, word, size);
2317                                 if (rc)
2318                                         return rc;
2319
2320                                 /* get the number of dmap words handled.
2321                                  */
2322                                 nw = BUDSIZE(size, BUDMIN);
2323                                 word += nw;
2324                         }
2325                 }
2326         }
2327
2328         /* update the free count for this dmap.
2329          */
2330         dp->nfree = cpu_to_le32(le32_to_cpu(dp->nfree) + nblocks);
2331
2332         BMAP_LOCK(bmp);
2333
2334         /* update the free count for the allocation group and 
2335          * map.
2336          */
2337         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
2338         bmp->db_nfree += nblocks;
2339         bmp->db_agfree[agno] += nblocks;
2340
2341         /* check if this allocation group is not completely free and
2342          * if it is currently the maximum (rightmost) allocation group.
2343          * if so, establish the new maximum allocation group number by
2344          * searching left for the first allocation group with allocation.
2345          */
2346         if ((bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize && agno == bmp->db_maxag) ||
2347             (agno == bmp->db_numag - 1 &&
2348              bmp->db_agfree[agno] == (bmp-> db_mapsize & (BPERDMAP - 1)))) {
2349                 while (bmp->db_maxag > 0) {
2350                         bmp->db_maxag -= 1;
2351                         if (bmp->db_agfree[bmp->db_maxag] !=
2352                             bmp->db_agsize)
2353                                 break;
2354                 }
2355
2356                 /* re-establish the allocation group preference if the
2357                  * current preference is right of the maximum allocation
2358                  * group.
2359                  */
2360                 if (bmp->db_agpref > bmp->db_maxag)
2361                         bmp->db_agpref = bmp->db_maxag;
2362         }
2363
2364         BMAP_UNLOCK(bmp);
2365
2366         return 0;
2367 }
2368
2369
2370 /*
2371  * NAME:        dbAdjCtl()
2372  *
2373  * FUNCTION:    adjust a dmap control page at a specified level to reflect
2374  *              the change in a lower level dmap or dmap control page's
2375  *              maximum string of free blocks (i.e. a change in the root
2376  *              of the lower level object's dmtree) due to the allocation
2377  *              or deallocation of a range of blocks with a single dmap.
2378  *
2379  *              on entry, this routine is provided with the new value of
2380  *              the lower level dmap or dmap control page root and the
2381  *              starting block number of the block range whose allocation
2382  *              or deallocation resulted in the root change.  this range
2383  *              is respresented by a single leaf of the current dmapctl
2384  *              and the leaf will be updated with this value, possibly
2385  *              causing a binary buddy system within the leaves to be 
2386  *              split or joined.  the update may also cause the dmapctl's
2387  *              dmtree to be updated.
2388  *
2389  *              if the adjustment of the dmap control page, itself, causes its
2390  *              root to change, this change will be bubbled up to the next dmap
2391  *              control level by a recursive call to this routine, specifying
2392  *              the new root value and the next dmap control page level to
2393  *              be adjusted.
2394  * PARAMETERS:
2395  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2396  *      blkno   -  the first block of a block range within a dmap.  it is
2397  *                 the allocation or deallocation of this block range that
2398  *                 requires the dmap control page to be adjusted.
2399  *      newval  -  the new value of the lower level dmap or dmap control
2400  *                 page root.
2401  *      alloc   -  TRUE if adjustment is due to an allocation.
2402  *      level   -  current level of dmap control page (i.e. L0, L1, L2) to
2403  *                 be adjusted.
2404  *
2405  * RETURN VALUES:
2406  *      0       - success
2407  *      -EIO    - i/o error
2408  *
2409  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2410  */
2411 static int
2412 dbAdjCtl(struct bmap * bmp, s64 blkno, int newval, int alloc, int level)
2413 {
2414         struct metapage *mp;
2415         s8 oldroot;
2416         int oldval;
2417         s64 lblkno;
2418         struct dmapctl *dcp;
2419         int rc, leafno, ti;
2420
2421         /* get the buffer for the dmap control page for the specified
2422          * block number and control page level.
2423          */
2424         lblkno = BLKTOCTL(blkno, bmp->db_l2nbperpage, level);
2425         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
2426         if (mp == NULL)
2427                 return -EIO;
2428         dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
2429
2430         if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
2431                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
2432                           "dbAdjCtl: Corrupt dmapctl page");
2433                 release_metapage(mp);
2434                 return -EIO;
2435         }
2436
2437         /* determine the leaf number corresponding to the block and
2438          * the index within the dmap control tree.
2439          */
2440         leafno = BLKTOCTLLEAF(blkno, dcp->budmin);
2441         ti = leafno + le32_to_cpu(dcp->leafidx);
2442
2443         /* save the current leaf value and the current root level (i.e.
2444          * maximum l2 free string described by this dmapctl).
2445          */
2446         oldval = dcp->stree[ti];
2447         oldroot = dcp->stree[ROOT];
2448
2449         /* check if this is a control page update for an allocation.
2450          * if so, update the leaf to reflect the new leaf value using
2451          * dbSplit(); otherwise (deallocation), use dbJoin() to udpate
2452          * the leaf with the new value.  in addition to updating the
2453          * leaf, dbSplit() will also split the binary buddy system of
2454          * the leaves, if required, and bubble new values within the
2455          * dmapctl tree, if required.  similarly, dbJoin() will join
2456          * the binary buddy system of leaves and bubble new values up
2457          * the dmapctl tree as required by the new leaf value.
2458          */
2459         if (alloc) {
2460                 /* check if we are in the middle of a binary buddy
2461                  * system.  this happens when we are performing the
2462                  * first allocation out of an allocation group that
2463                  * is part (not the first part) of a larger binary
2464                  * buddy system.  if we are in the middle, back split
2465                  * the system prior to calling dbSplit() which assumes
2466                  * that it is at the front of a binary buddy system.
2467                  */
2468                 if (oldval == NOFREE) {
2469                         rc = dbBackSplit((dmtree_t *) dcp, leafno);
2470                         if (rc)
2471                                 return rc;
2472                         oldval = dcp->stree[ti];
2473                 }
2474                 dbSplit((dmtree_t *) dcp, leafno, dcp->budmin, newval);
2475         } else {
2476                 rc = dbJoin((dmtree_t *) dcp, leafno, newval);
2477                 if (rc)
2478                         return rc;
2479         }
2480
2481         /* check if the root of the current dmap control page changed due
2482          * to the update and if the current dmap control page is not at
2483          * the current top level (i.e. L0, L1, L2) of the map.  if so (i.e.
2484          * root changed and this is not the top level), call this routine
2485          * again (recursion) for the next higher level of the mapping to
2486          * reflect the change in root for the current dmap control page.
2487          */
2488         if (dcp->stree[ROOT] != oldroot) {
2489                 /* are we below the top level of the map.  if so,
2490                  * bubble the root up to the next higher level.
2491                  */
2492                 if (level < bmp->db_maxlevel) {
2493                         /* bubble up the new root of this dmap control page to
2494                          * the next level.
2495                          */
2496                         if ((rc =
2497                              dbAdjCtl(bmp, blkno, dcp->stree[ROOT], alloc,
2498                                       level + 1))) {
2499                                 /* something went wrong in bubbling up the new
2500                                  * root value, so backout the changes to the
2501                                  * current dmap control page.
2502                                  */
2503                                 if (alloc) {
2504                                         dbJoin((dmtree_t *) dcp, leafno,
2505                                                oldval);
2506                                 } else {
2507                                         /* the dbJoin() above might have
2508                                          * caused a larger binary buddy system
2509                                          * to form and we may now be in the
2510                                          * middle of it.  if this is the case,
2511                                          * back split the buddies.
2512                                          */
2513                                         if (dcp->stree[ti] == NOFREE)
2514                                                 dbBackSplit((dmtree_t *)
2515                                                             dcp, leafno);
2516                                         dbSplit((dmtree_t *) dcp, leafno,
2517                                                 dcp->budmin, oldval);
2518                                 }
2519
2520                                 /* release the buffer and return the error.
2521                                  */
2522                                 release_metapage(mp);
2523                                 return (rc);
2524                         }
2525                 } else {
2526                         /* we're at the top level of the map. update
2527                          * the bmap control page to reflect the size
2528                          * of the maximum free buddy system.
2529                          */
2530                         assert(level == bmp->db_maxlevel);
2531                         if (bmp->db_maxfreebud != oldroot) {
2532                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
2533                                           "dbAdjCtl: the maximum free buddy is "
2534                                           "not the old root");
2535                         }
2536                         bmp->db_maxfreebud = dcp->stree[ROOT];
2537                 }
2538         }
2539
2540         /* write the buffer.
2541          */
2542         write_metapage(mp);
2543
2544         return (0);
2545 }
2546
2547
2548 /*
2549  * NAME:        dbSplit()
2550  *
2551  * FUNCTION:    update the leaf of a dmtree with a new value, splitting
2552  *              the leaf from the binary buddy system of the dmtree's
2553  *              leaves, as required.
2554  *
2555  * PARAMETERS:
2556  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2557  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2558  *      splitsz - the size the binary buddy system starting at the leaf
2559  *                must be split to, specified as the log2 number of blocks.
2560  *      newval  - the new value for the leaf.
2561  *
2562  * RETURN VALUES: none
2563  *
2564  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2565  */
2566 static void dbSplit(dmtree_t * tp, int leafno, int splitsz, int newval)
2567 {
2568         int budsz;
2569         int cursz;
2570         s8 *leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2571
2572         /* check if the leaf needs to be split.
2573          */
2574         if (leaf[leafno] > tp->dmt_budmin) {
2575                 /* the split occurs by cutting the buddy system in half
2576                  * at the specified leaf until we reach the specified
2577                  * size.  pick up the starting split size (current size
2578                  * - 1 in l2) and the corresponding buddy size.
2579                  */
2580                 cursz = leaf[leafno] - 1;
2581                 budsz = BUDSIZE(cursz, tp->dmt_budmin);
2582
2583                 /* split until we reach the specified size.
2584                  */
2585                 while (cursz >= splitsz) {
2586                         /* update the buddy's leaf with its new value.
2587                          */
2588                         dbAdjTree(tp, leafno ^ budsz, cursz);
2589
2590                         /* on to the next size and buddy.
2591                          */
2592                         cursz -= 1;
2593                         budsz >>= 1;
2594                 }
2595         }
2596
2597         /* adjust the dmap tree to reflect the specified leaf's new 
2598          * value.
2599          */
2600         dbAdjTree(tp, leafno, newval);
2601 }
2602
2603
2604 /*
2605  * NAME:        dbBackSplit()
2606  *
2607  * FUNCTION:    back split the binary buddy system of dmtree leaves
2608  *              that hold a specified leaf until the specified leaf
2609  *              starts its own binary buddy system.
2610  *
2611  *              the allocators typically perform allocations at the start
2612  *              of binary buddy systems and dbSplit() is used to accomplish
2613  *              any required splits.  in some cases, however, allocation
2614  *              may occur in the middle of a binary system and requires a
2615  *              back split, with the split proceeding out from the middle of
2616  *              the system (less efficient) rather than the start of the
2617  *              system (more efficient).  the cases in which a back split
2618  *              is required are rare and are limited to the first allocation
2619  *              within an allocation group which is a part (not first part)
2620  *              of a larger binary buddy system and a few exception cases
2621  *              in which a previous join operation must be backed out.
2622  *
2623  * PARAMETERS:
2624  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2625  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2626  *
2627  * RETURN VALUES: none
2628  *
2629  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2630  */
2631 static int dbBackSplit(dmtree_t * tp, int leafno)
2632 {
2633         int budsz, bud, w, bsz, size;
2634         int cursz;
2635         s8 *leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2636
2637         /* leaf should be part (not first part) of a binary
2638          * buddy system.
2639          */
2640         assert(leaf[leafno] == NOFREE);
2641
2642         /* the back split is accomplished by iteratively finding the leaf
2643          * that starts the buddy system that contains the specified leaf and
2644          * splitting that system in two.  this iteration continues until
2645          * the specified leaf becomes the start of a buddy system. 
2646          *
2647          * determine maximum possible l2 size for the specified leaf.
2648          */
2649         size =
2650             LITOL2BSZ(leafno, le32_to_cpu(tp->dmt_l2nleafs),
2651                       tp->dmt_budmin);
2652
2653         /* determine the number of leaves covered by this size.  this
2654          * is the buddy size that we will start with as we search for
2655          * the buddy system that contains the specified leaf.
2656          */
2657         budsz = BUDSIZE(size, tp->dmt_budmin);
2658
2659         /* back split.
2660          */
2661         while (leaf[leafno] == NOFREE) {
2662                 /* find the leftmost buddy leaf.
2663                  */
2664                 for (w = leafno, bsz = budsz;; bsz <<= 1,
2665                      w = (w < bud) ? w : bud) {
2666                         if (bsz >= le32_to_cpu(tp->dmt_nleafs)) {
2667                                 jfs_err("JFS: block map error in dbBackSplit");
2668                                 return -EIO;
2669                         }
2670
2671                         /* determine the buddy.
2672                          */
2673                         bud = w ^ bsz;
2674
2675                         /* check if this buddy is the start of the system.
2676                          */
2677                         if (leaf[bud] != NOFREE) {
2678                                 /* split the leaf at the start of the
2679                                  * system in two.
2680                                  */
2681                                 cursz = leaf[bud] - 1;
2682                                 dbSplit(tp, bud, cursz, cursz);
2683                                 break;
2684                         }
2685                 }
2686         }
2687
2688         if (leaf[leafno] != size) {
2689                 jfs_err("JFS: wrong leaf value in dbBackSplit");
2690                 return -EIO;
2691         }
2692         return 0;
2693 }
2694
2695
2696 /*
2697  * NAME:        dbJoin()
2698  *
2699  * FUNCTION:    update the leaf of a dmtree with a new value, joining
2700  *              the leaf with other leaves of the dmtree into a multi-leaf
2701  *              binary buddy system, as required.
2702  *
2703  * PARAMETERS:
2704  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2705  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2706  *      newval  - the new value for the leaf.
2707  *
2708  * RETURN VALUES: none
2709  */
2710 static int dbJoin(dmtree_t * tp, int leafno, int newval)
2711 {
2712         int budsz, buddy;
2713         s8 *leaf;
2714
2715         /* can the new leaf value require a join with other leaves ?
2716          */
2717         if (newval >= tp->dmt_budmin) {
2718                 /* pickup a pointer to the leaves of the tree.
2719                  */
2720                 leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2721
2722                 /* try to join the specified leaf into a large binary
2723                  * buddy system.  the join proceeds by attempting to join
2724                  * the specified leafno with its buddy (leaf) at new value.
2725                  * if the join occurs, we attempt to join the left leaf
2726                  * of the joined buddies with its buddy at new value + 1.
2727                  * we continue to join until we find a buddy that cannot be
2728                  * joined (does not have a value equal to the size of the
2729                  * last join) or until all leaves have been joined into a
2730                  * single system.
2731                  *
2732                  * get the buddy size (number of words covered) of
2733                  * the new value.
2734                  */
2735                 budsz = BUDSIZE(newval, tp->dmt_budmin);
2736
2737                 /* try to join.
2738                  */
2739                 while (budsz < le32_to_cpu(tp->dmt_nleafs)) {
2740                         /* get the buddy leaf.
2741                          */
2742                         buddy = leafno ^ budsz;
2743
2744                         /* if the leaf's new value is greater than its
2745                          * buddy's value, we join no more.
2746                          */
2747                         if (newval > leaf[buddy])
2748                                 break;
2749
2750                         /* It shouldn't be less */
2751                         if (newval < leaf[buddy])
2752                                 return -EIO;
2753
2754                         /* check which (leafno or buddy) is the left buddy.
2755                          * the left buddy gets to claim the blocks resulting
2756                          * from the join while the right gets to claim none.
2757                          * the left buddy is also eligable to participate in
2758                          * a join at the next higher level while the right
2759                          * is not.
2760                          *
2761                          */
2762                         if (leafno < buddy) {
2763                                 /* leafno is the left buddy.
2764                                  */
2765                                 dbAdjTree(tp, buddy, NOFREE);
2766                         } else {
2767                                 /* buddy is the left buddy and becomes
2768                                  * leafno.
2769                                  */
2770                                 dbAdjTree(tp, leafno, NOFREE);
2771                                 leafno = buddy;
2772                         }
2773
2774                         /* on to try the next join.
2775                          */
2776                         newval += 1;
2777                         budsz <<= 1;
2778                 }
2779         }
2780
2781         /* update the leaf value.
2782          */
2783         dbAdjTree(tp, leafno, newval);
2784
2785         return 0;
2786 }
2787
2788
2789 /*
2790  * NAME:        dbAdjTree()
2791  *
2792  * FUNCTION:    update a leaf of a dmtree with a new value, adjusting
2793  *              the dmtree, as required, to reflect the new leaf value.
2794  *              the combination of any buddies must already be done before
2795  *              this is called.
2796  *
2797  * PARAMETERS:
2798  *      tp      - pointer to the tree to be adjusted.
2799  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2800  *      newval  - the new value for the leaf.
2801  *
2802  * RETURN VALUES: none
2803  */
2804 static void dbAdjTree(dmtree_t * tp, int leafno, int newval)
2805 {
2806         int lp, pp, k;
2807         int max;
2808
2809         /* pick up the index of the leaf for this leafno.
2810          */
2811         lp = leafno + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2812
2813         /* is the current value the same as the old value ?  if so,
2814          * there is nothing to do.
2815          */
2816         if (tp->dmt_stree[lp] == newval)
2817                 return;
2818
2819         /* set the new value.
2820          */
2821         tp->dmt_stree[lp] = newval;
2822
2823         /* bubble the new value up the tree as required.
2824          */
2825         for (k = 0; k < le32_to_cpu(tp->dmt_height); k++) {
2826                 /* get the index of the first leaf of the 4 leaf
2827                  * group containing the specified leaf (leafno).
2828                  */
2829                 lp = ((lp - 1) & ~0x03) + 1;
2830
2831                 /* get the index of the parent of this 4 leaf group.
2832                  */
2833                 pp = (lp - 1) >> 2;
2834
2835                 /* determine the maximum of the 4 leaves.
2836                  */
2837                 max = TREEMAX(&tp->dmt_stree[lp]);
2838
2839                 /* if the maximum of the 4 is the same as the
2840                  * parent's value, we're done.
2841                  */
2842                 if (tp->dmt_stree[pp] == max)
2843                         break;
2844
2845                 /* parent gets new value.
2846                  */
2847                 tp->dmt_stree[pp] = max;
2848
2849                 /* parent becomes leaf for next go-round.
2850                  */
2851                 lp = pp;
2852         }
2853 }
2854
2855
2856 /*
2857  * NAME:        dbFindLeaf()
2858  *
2859  * FUNCTION:    search a dmtree_t for sufficient free blocks, returning
2860  *              the index of a leaf describing the free blocks if 
2861  *              sufficient free blocks are found.
2862  *
2863  *              the search starts at the top of the dmtree_t tree and
2864  *              proceeds down the tree to the leftmost leaf with sufficient
2865  *              free space.
2866  *
2867  * PARAMETERS:
2868  *      tp      - pointer to the tree to be searched.
2869  *      l2nb    - log2 number of free blocks to search for.
2870  *      leafidx - return pointer to be set to the index of the leaf
2871  *                describing at least l2nb free blocks if sufficient
2872  *                free blocks are found.
2873  *
2874  * RETURN VALUES:
2875  *      0       - success
2876  *      -ENOSPC - insufficient free blocks. 
2877  */
2878 static int dbFindLeaf(dmtree_t * tp, int l2nb, int *leafidx)
2879 {
2880         int ti, n = 0, k, x = 0;
2881
2882         /* first check the root of the tree to see if there is
2883          * sufficient free space.
2884          */
2885         if (l2nb > tp->dmt_stree[ROOT])
2886                 return -ENOSPC;
2887
2888         /* sufficient free space available. now search down the tree
2889          * starting at the next level for the leftmost leaf that
2890          * describes sufficient free space.
2891          */
2892         for (k = le32_to_cpu(tp->dmt_height), ti = 1;
2893              k > 0; k--, ti = ((ti + n) << 2) + 1) {
2894                 /* search the four nodes at this level, starting from
2895                  * the left.
2896                  */
2897                 for (x = ti, n = 0; n < 4; n++) {
2898                         /* sufficient free space found.  move to the next
2899                          * level (or quit if this is the last level).
2900                          */
2901                         if (l2nb <= tp->dmt_stree[x + n])
2902                                 break;
2903                 }
2904
2905                 /* better have found something since the higher
2906                  * levels of the tree said it was here.
2907                  */
2908                 assert(n < 4);
2909         }
2910
2911         /* set the return to the leftmost leaf describing sufficient
2912          * free space.
2913          */
2914         *leafidx = x + n - le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2915
2916         return (0);
2917 }
2918
2919
2920 /*
2921  * NAME:        dbFindBits()
2922  *
2923  * FUNCTION:    find a specified number of binary buddy free bits within a
2924  *              dmap bitmap word value.
2925  *
2926  *              this routine searches the bitmap value for (1 << l2nb) free
2927  *              bits at (1 << l2nb) alignments within the value.
2928  *
2929  * PARAMETERS:
2930  *      word    -  dmap bitmap word value.
2931  *      l2nb    -  number of free bits specified as a log2 number.
2932  *
2933  * RETURN VALUES:
2934  *      starting bit number of free bits.
2935  */
2936 static int dbFindBits(u32 word, int l2nb)
2937 {
2938         int bitno, nb;
2939         u32 mask;
2940
2941         /* get the number of bits.
2942          */
2943         nb = 1 << l2nb;
2944         assert(nb <= DBWORD);
2945
2946         /* complement the word so we can use a mask (i.e. 0s represent
2947          * free bits) and compute the mask.
2948          */
2949         word = ~word;
2950         mask = ONES << (DBWORD - nb);
2951
2952         /* scan the word for nb free bits at nb alignments.
2953          */
2954         for (bitno = 0; mask != 0; bitno += nb, mask >>= nb) {
2955                 if ((mask & word) == mask)
2956                         break;
2957         }
2958
2959         ASSERT(bitno < 32);
2960
2961         /* return the bit number.
2962          */
2963         return (bitno);
2964 }
2965
2966
2967 /*
2968  * NAME:        dbMaxBud(u8 *cp)
2969  *
2970  * FUNCTION:    determine the largest binary buddy string of free
2971  *              bits within 32-bits of the map.
2972  *
2973  * PARAMETERS:
2974  *      cp      -  pointer to the 32-bit value.
2975  *
2976  * RETURN VALUES:
2977  *      largest binary buddy of free bits within a dmap word.
2978  */
2979 static int dbMaxBud(u8 * cp)
2980 {
2981         signed char tmp1, tmp2;
2982
2983         /* check if the wmap word is all free. if so, the
2984          * free buddy size is BUDMIN.
2985          */
2986         if (*((uint *) cp) == 0)
2987                 return (BUDMIN);
2988
2989         /* check if the wmap word is half free. if so, the
2990          * free buddy size is BUDMIN-1.
2991          */
2992         if (*((u16 *) cp) == 0 || *((u16 *) cp + 1) == 0)
2993                 return (BUDMIN - 1);
2994
2995         /* not all free or half free. determine the free buddy
2996          * size thru table lookup using quarters of the wmap word.
2997          */
2998         tmp1 = max(budtab[cp[2]], budtab[cp[3]]);
2999         tmp2 = max(budtab[cp[0]], budtab[cp[1]]);
3000         return (max(tmp1, tmp2));
3001 }
3002
3003
3004 /*
3005  * NAME:        cnttz(uint word)
3006  *
3007  * FUNCTION:    determine the number of trailing zeros within a 32-bit
3008  *              value.
3009  *
3010  * PARAMETERS:
3011  *      value   -  32-bit value to be examined.
3012  *
3013  * RETURN VALUES:
3014  *      count of trailing zeros
3015  */
3016 static int cnttz(u32 word)
3017 {
3018         int n;
3019
3020         for (n = 0; n < 32; n++, word >>= 1) {
3021                 if (word & 0x01)
3022                         break;
3023         }
3024
3025         return (n);
3026 }
3027
3028
3029 /*
3030  * NAME:        cntlz(u32 value)
3031  *
3032  * FUNCTION:    determine the number of leading zeros within a 32-bit
3033  *              value.
3034  *
3035  * PARAMETERS:
3036  *      value   -  32-bit value to be examined.
3037  *
3038  * RETURN VALUES:
3039  *      count of leading zeros
3040  */
3041 static int cntlz(u32 value)
3042 {
3043         int n;
3044
3045         for (n = 0; n < 32; n++, value <<= 1) {
3046                 if (value & HIGHORDER)
3047                         break;
3048         }
3049         return (n);
3050 }
3051
3052
3053 /*
3054  * NAME:        blkstol2(s64 nb)
3055  *
3056  * FUNCTION:    convert a block count to its log2 value. if the block
3057  *              count is not a l2 multiple, it is rounded up to the next
3058  *              larger l2 multiple.
3059  *
3060  * PARAMETERS:
3061  *      nb      -  number of blocks
3062  *
3063  * RETURN VALUES:
3064  *      log2 number of blocks
3065  */
3066 static int blkstol2(s64 nb)
3067 {
3068         int l2nb;
3069         s64 mask;               /* meant to be signed */
3070
3071         mask = (s64) 1 << (64 - 1);
3072
3073         /* count the leading bits.
3074          */
3075         for (l2nb = 0; l2nb < 64; l2nb++, mask >>= 1) {
3076                 /* leading bit found.
3077                  */
3078                 if (nb & mask) {
3079                         /* determine the l2 value.
3080                          */
3081                         l2nb = (64 - 1) - l2nb;
3082
3083                         /* check if we need to round up.
3084                          */
3085                         if (~mask & nb)
3086                                 l2nb++;
3087
3088                         return (l2nb);
3089                 }
3090         }
3091         assert(0);
3092         return 0;               /* fix compiler warning */
3093 }
3094
3095
3096 /*
3097  * NAME:        dbAllocBottomUp()
3098  *
3099  * FUNCTION:    alloc the specified block range from the working block
3100  *              allocation map.
3101  *
3102  *              the blocks will be alloc from the working map one dmap
3103  *              at a time.
3104  *
3105  * PARAMETERS:
3106  *      ip      -  pointer to in-core inode;
3107  *      blkno   -  starting block number to be freed.
3108  *      nblocks -  number of blocks to be freed.
3109  *
3110  * RETURN VALUES:
3111  *      0       - success
3112  *      -EIO    - i/o error
3113  */
3114 int dbAllocBottomUp(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks)
3115 {
3116         struct metapage *mp;
3117         struct dmap *dp;
3118         int nb, rc;
3119         s64 lblkno, rem;
3120         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
3121         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
3122
3123         IREAD_LOCK(ipbmap);
3124
3125         /* block to be allocated better be within the mapsize. */
3126         ASSERT(nblocks <= bmp->db_mapsize - blkno);
3127
3128         /*
3129          * allocate the blocks a dmap at a time.
3130          */
3131         mp = NULL;
3132         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nb, blkno += nb) {
3133                 /* release previous dmap if any */
3134                 if (mp) {
3135                         write_metapage(mp);
3136                 }
3137
3138                 /* get the buffer for the current dmap. */
3139                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
3140                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
3141                 if (mp == NULL) {
3142                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3143                         return -EIO;
3144                 }
3145                 dp = (struct dmap *) mp->data;
3146
3147                 /* determine the number of blocks to be allocated from
3148                  * this dmap.
3149                  */
3150                 nb = min(rem, BPERDMAP - (blkno & (BPERDMAP - 1)));
3151
3152                 /* allocate the blocks. */
3153                 if ((rc = dbAllocDmapBU(bmp, dp, blkno, nb))) {
3154                         release_metapage(mp);
3155                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3156                         return (rc);
3157                 }
3158         }
3159
3160         /* write the last buffer. */
3161         write_metapage(mp);
3162
3163         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3164
3165         return (0);
3166 }
3167
3168
3169 static int dbAllocDmapBU(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
3170                          int nblocks)
3171 {
3172         int rc;
3173         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, agno;
3174         s8 oldroot, *leaf;
3175         struct dmaptree *tp = (struct dmaptree *) & dp->tree;
3176
3177         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
3178          * of the dmap tree.
3179          */
3180         oldroot = tp->stree[ROOT];
3181
3182         /* pick up a pointer to the leaves of the dmap tree */
3183         leaf = tp->stree + LEAFIND;
3184
3185         /* determine the bit number and word within the dmap of the
3186          * starting block.
3187          */
3188         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
3189         word = dbitno >> L2DBWORD;
3190
3191         /* block range better be within the dmap */
3192         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
3193
3194         /* allocate the bits of the dmap's words corresponding to the block
3195          * range. not all bits of the first and last words may be contained
3196          * within the block range.  if this is the case, we'll work against
3197          * those words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
3198          * (a single pass), allocating the bits of interest by hand and
3199          * updating the leaf corresponding to the dmap word. a single pass
3200          * will be used for all dmap words fully contained within the
3201          * specified range.  within this pass, the bits of all fully contained
3202          * dmap words will be marked as free in a single shot and the leaves
3203          * will be updated. a single leaf may describe the free space of
3204          * multiple dmap words, so we may update only a subset of the actual
3205          * leaves corresponding to the dmap words of the block range.
3206          */
3207         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
3208                 /* determine the bit number within the word and
3209                  * the number of bits within the word.
3210                  */
3211                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
3212                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
3213
3214                 /* check if only part of a word is to be allocated.
3215                  */
3216                 if (nb < DBWORD) {
3217                         /* allocate (set to 1) the appropriate bits within
3218                          * this dmap word.
3219                          */
3220                         dp->wmap[word] |= cpu_to_le32(ONES << (DBWORD - nb)
3221                                                       >> wbitno);
3222
3223                         word++;
3224                 } else {
3225                         /* one or more dmap words are fully contained
3226                          * within the block range.  determine how many
3227                          * words and allocate (set to 1) the bits of these
3228                          * words.
3229                          */
3230                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
3231                         memset(&dp->wmap[word], (int) ONES, nwords * 4);
3232
3233                         /* determine how many bits */
3234                         nb = nwords << L2DBWORD;
3235                         word += nwords;
3236                 }
3237         }
3238
3239         /* update the free count for this dmap */
3240         dp->nfree = cpu_to_le32(le32_to_cpu(dp->nfree) - nblocks);
3241
3242         /* reconstruct summary tree */
3243         dbInitDmapTree(dp);
3244
3245         BMAP_LOCK(bmp);
3246
3247         /* if this allocation group is completely free,
3248          * update the highest active allocation group number 
3249          * if this allocation group is the new max.
3250          */
3251         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
3252         if (agno > bmp->db_maxag)
3253                 bmp->db_maxag = agno;
3254
3255         /* update the free count for the allocation group and map */
3256         bmp->db_agfree[agno] -= nblocks;
3257         bmp->db_nfree -= nblocks;
3258
3259         BMAP_UNLOCK(bmp);
3260
3261         /* if the root has not changed, done. */
3262         if (tp->stree[ROOT] == oldroot)
3263                 return (0);
3264
3265         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
3266          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
3267          * backout the bit allocation (thus making everything consistent).
3268          */
3269         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, tp->stree[ROOT], 1, 0)))
3270                 dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
3271
3272         return (rc);
3273 }
3274
3275
3276 /*
3277  * NAME:        dbExtendFS()
3278  *
3279  * FUNCTION:    extend bmap from blkno for nblocks;
3280  *              dbExtendFS() updates bmap ready for dbAllocBottomUp();
3281  *
3282  * L2
3283  *  |
3284  *   L1---------------------------------L1
3285  *    |                                  |
3286  *     L0---------L0---------L0           L0---------L0---------L0
3287  *      |          |          |            |          |          |
3288  *       d0,...,dn  d0,...,dn  d0,...,dn    d0,...,dn  d0,...,dn  d0,.,dm;
3289  * L2L1L0d0,...,dnL0d0,...,dnL0d0,...,dnL1L0d0,...,dnL0d0,...,dnL0d0,..dm
3290  *
3291  * <---old---><----------------------------extend----------------------->   
3292  */
3293 int dbExtendFS(struct inode *ipbmap, s64 blkno, s64 nblocks)
3294 {
3295         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ipbmap->i_sb);
3296         int nbperpage = sbi->nbperpage;
3297         int i, i0 = TRUE, j, j0 = TRUE, k, n;
3298         s64 newsize;
3299         s64 p;
3300         struct metapage *mp, *l2mp, *l1mp = NULL, *l0mp = NULL;
3301         struct dmapctl *l2dcp, *l1dcp, *l0dcp;
3302         struct dmap *dp;
3303         s8 *l0leaf, *l1leaf, *l2leaf;
3304         struct bmap *bmp = sbi->bmap;
3305         int agno, l2agsize, oldl2agsize;
3306         s64 ag_rem;
3307
3308         newsize = blkno + nblocks;
3309
3310         jfs_info("dbExtendFS: blkno:%Ld nblocks:%Ld newsize:%Ld",
3311                  (long long) blkno, (long long) nblocks, (long long) newsize);
3312
3313         /*
3314          *      initialize bmap control page.
3315          *
3316          * all the data in bmap control page should exclude
3317          * the mkfs hidden dmap page.
3318          */
3319
3320         /* update mapsize */
3321         bmp->db_mapsize = newsize;
3322         bmp->db_maxlevel = BMAPSZTOLEV(bmp->db_mapsize);
3323
3324         /* compute new AG size */
3325         l2agsize = dbGetL2AGSize(newsize);
3326         oldl2agsize = bmp->db_agl2size;
3327
3328         bmp->db_agl2size = l2agsize;
3329         bmp->db_agsize = 1 << l2agsize;
3330
3331         /* compute new number of AG */
3332         agno = bmp->db_numag;
3333         bmp->db_numag = newsize >> l2agsize;
3334         bmp->db_numag += ((u32) newsize % (u32) bmp->db_agsize) ? 1 : 0;
3335
3336         /*
3337          *      reconfigure db_agfree[] 
3338          * from old AG configuration to new AG configuration;
3339          *
3340          * coalesce contiguous k (newAGSize/oldAGSize) AGs;
3341          * i.e., (AGi, ..., AGj) where i = k*n and j = k*(n+1) - 1 to AGn;
3342          * note: new AG size = old AG size * (2**x).
3343          */
3344         if (l2agsize == oldl2agsize)
3345                 goto extend;
3346         k = 1 << (l2agsize - oldl2agsize);
3347         ag_rem = bmp->db_agfree[0];     /* save agfree[0] */
3348         for (i = 0, n = 0; i < agno; n++) {
3349                 bmp->db_agfree[n] = 0;  /* init collection point */
3350
3351                 /* coalesce cotiguous k AGs; */
3352                 for (j = 0; j < k && i < agno; j++, i++) {
3353                         /* merge AGi to AGn */
3354                         bmp->db_agfree[n] += bmp->db_agfree[i];
3355                 }
3356         }
3357         bmp->db_agfree[0] += ag_rem;    /* restore agfree[0] */
3358
3359         for (; n < MAXAG; n++)
3360                 bmp->db_agfree[n] = 0;
3361
3362         /*
3363          * update highest active ag number
3364          */
3365
3366         bmp->db_maxag = bmp->db_maxag / k;
3367
3368         /*
3369          *      extend bmap
3370          *
3371          * update bit maps and corresponding level control pages;
3372          * global control page db_nfree, db_agfree[agno], db_maxfreebud;
3373          */
3374       extend:
3375         /* get L2 page */
3376         p = BMAPBLKNO + nbperpage;      /* L2 page */
3377         l2mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3378         if (!l2mp) {
3379                 jfs_error(ipbmap->i_sb, "dbExtendFS: L2 page could not be read");
3380                 return -EIO;
3381         }
3382         l2dcp = (struct dmapctl *) l2mp->data;
3383
3384         /* compute start L1 */
3385         k = blkno >> L2MAXL1SIZE;
3386         l2leaf = l2dcp->stree + CTLLEAFIND + k;
3387         p = BLKTOL1(blkno, sbi->l2nbperpage);   /* L1 page */
3388
3389         /*
3390          * extend each L1 in L2
3391          */
3392         for (; k < LPERCTL; k++, p += nbperpage) {
3393                 /* get L1 page */
3394                 if (j0) {
3395                         /* read in L1 page: (blkno & (MAXL1SIZE - 1)) */
3396                         l1mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3397                         if (l1mp == NULL)
3398                                 goto errout;
3399                         l1dcp = (struct dmapctl *) l1mp->data;
3400
3401                         /* compute start L0 */
3402                         j = (blkno & (MAXL1SIZE - 1)) >> L2MAXL0SIZE;
3403                         l1leaf = l1dcp->stree + CTLLEAFIND + j;
3404                         p = BLKTOL0(blkno, sbi->l2nbperpage);
3405                         j0 = FALSE;
3406                 } else {
3407                         /* assign/init L1 page */
3408                         l1mp = get_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3409                         if (l1mp == NULL)
3410                                 goto errout;
3411
3412                         l1dcp = (struct dmapctl *) l1mp->data;
3413
3414                         /* compute start L0 */
3415                         j = 0;
3416                         l1leaf = l1dcp->stree + CTLLEAFIND;
3417                         p += nbperpage; /* 1st L0 of L1.k  */
3418                 }
3419
3420                 /*
3421                  * extend each L0 in L1
3422                  */
3423                 for (; j < LPERCTL; j++) {
3424                         /* get L0 page */
3425                         if (i0) {
3426                                 /* read in L0 page: (blkno & (MAXL0SIZE - 1)) */
3427
3428                                 l0mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3429                                 if (l0mp == NULL)
3430                                         goto errout;
3431                                 l0dcp = (struct dmapctl *) l0mp->data;
3432
3433                                 /* compute start dmap */
3434                                 i = (blkno & (MAXL0SIZE - 1)) >>
3435                                     L2BPERDMAP;
3436                                 l0leaf = l0dcp->stree + CTLLEAFIND + i;
3437                                 p = BLKTODMAP(blkno,
3438                                               sbi->l2nbperpage);
3439                                 i0 = FALSE;
3440                         } else {
3441                                 /* assign/init L0 page */
3442                                 l0mp = get_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3443                                 if (l0mp == NULL)
3444                                         goto errout;
3445
3446                                 l0dcp = (struct dmapctl *) l0mp->data;
3447
3448                                 /* compute start dmap */
3449                                 i = 0;
3450                                 l0leaf = l0dcp->stree + CTLLEAFIND;
3451                                 p += nbperpage; /* 1st dmap of L0.j */
3452                         }
3453
3454                         /*
3455                          * extend each dmap in L0
3456                          */
3457                         for (; i < LPERCTL; i++) {
3458                                 /*
3459                                  * reconstruct the dmap page, and
3460                                  * initialize corresponding parent L0 leaf
3461                                  */
3462                                 if ((n = blkno & (BPERDMAP - 1))) {
3463                                         /* read in dmap page: */
3464                                         mp = read_metapage(ipbmap, p,
3465                                                            PSIZE, 0);
3466                                         if (mp == NULL)
3467                                                 goto errout;
3468                                         n = min(nblocks, (s64)BPERDMAP - n);
3469                                 } else {
3470                                         /* assign/init dmap page */
3471                                         mp = read_metapage(ipbmap, p,
3472                                                            PSIZE, 0);
3473                                         if (mp == NULL)
3474                                                 goto errout;
3475
3476                                         n = min(nblocks, (s64)BPERDMAP);
3477                                 }
3478
3479                                 dp = (struct dmap *) mp->data;
3480                                 *l0leaf = dbInitDmap(dp, blkno, n);
3481
3482                                 bmp->db_nfree += n;
3483                                 agno = le64_to_cpu(dp->start) >> l2agsize;
3484                                 bmp->db_agfree[agno] += n;
3485
3486                                 write_metapage(mp);
3487
3488                                 l0leaf++;
3489                                 p += nbperpage;
3490
3491                                 blkno += n;
3492                                 nblocks -= n;
3493                                 if (nblocks == 0)
3494                                         break;
3495                         }       /* for each dmap in a L0 */
3496
3497                         /*
3498                          * build current L0 page from its leaves, and 
3499                          * initialize corresponding parent L1 leaf
3500                          */
3501                         *l1leaf = dbInitDmapCtl(l0dcp, 0, ++i);
3502                         write_metapage(l0mp);
3503                         l0mp = NULL;
3504
3505                         if (nblocks)
3506                                 l1leaf++;       /* continue for next L0 */
3507                         else {
3508                                 /* more than 1 L0 ? */
3509                                 if (j > 0)
3510                                         break;  /* build L1 page */
3511                                 else {
3512                                         /* summarize in global bmap page */
3513                                         bmp->db_maxfreebud = *l1leaf;
3514                                         release_metapage(l1mp);
3515                                         release_metapage(l2mp);
3516                                         goto finalize;
3517                                 }
3518                         }
3519                 }               /* for each L0 in a L1 */
3520
3521                 /*
3522                  * build current L1 page from its leaves, and 
3523                  * initialize corresponding parent L2 leaf
3524                  */
3525                 *l2leaf = dbInitDmapCtl(l1dcp, 1, ++j);
3526                 write_metapage(l1mp);
3527                 l1mp = NULL;
3528
3529                 if (nblocks)
3530                         l2leaf++;       /* continue for next L1 */
3531                 else {
3532                         /* more than 1 L1 ? */
3533                         if (k > 0)
3534                                 break;  /* build L2 page */
3535                         else {
3536                                 /* summarize in global bmap page */
3537                                 bmp->db_maxfreebud = *l2leaf;
3538                                 release_metapage(l2mp);
3539                                 goto finalize;
3540                         }
3541                 }
3542         }                       /* for each L1 in a L2 */
3543
3544         jfs_error(ipbmap->i_sb,
3545                   "dbExtendFS: function has not returned as expected");
3546 errout:
3547         if (l0mp)
3548                 release_metapage(l0mp);
3549         if (l1mp)
3550                 release_metapage(l1mp);
3551         release_metapage(l2mp);
3552         return -EIO;
3553
3554         /*
3555          *      finalize bmap control page
3556          */
3557 finalize:
3558
3559         return 0;
3560 }
3561
3562
3563 /*
3564  *      dbFinalizeBmap()
3565  */
3566 void dbFinalizeBmap(struct inode *ipbmap)
3567 {
3568         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
3569         int actags, inactags, l2nl;
3570         s64 ag_rem, actfree, inactfree, avgfree;
3571         int i, n;
3572
3573         /*
3574          *      finalize bmap control page
3575          */
3576 //finalize:
3577         /* 
3578          * compute db_agpref: preferred ag to allocate from
3579          * (the leftmost ag with average free space in it);
3580          */
3581 //agpref:
3582         /* get the number of active ags and inacitve ags */
3583         actags = bmp->db_maxag + 1;
3584         inactags = bmp->db_numag - actags;
3585         ag_rem = bmp->db_mapsize & (bmp->db_agsize - 1);        /* ??? */
3586
3587         /* determine how many blocks are in the inactive allocation
3588          * groups. in doing this, we must account for the fact that
3589          * the rightmost group might be a partial group (i.e. file
3590          * system size is not a multiple of the group size).
3591          */
3592         inactfree = (inactags && ag_rem) ?
3593             ((inactags - 1) << bmp->db_agl2size) + ag_rem
3594             : inactags << bmp->db_agl2size;
3595
3596         /* determine how many free blocks are in the active
3597          * allocation groups plus the average number of free blocks
3598          * within the active ags.
3599          */
3600         actfree = bmp->db_nfree - inactfree;
3601         avgfree = (u32) actfree / (u32) actags;
3602
3603         /* if the preferred allocation group has not average free space.
3604          * re-establish the preferred group as the leftmost
3605          * group with average free space.
3606          */
3607         if (bmp->db_agfree[bmp->db_agpref] < avgfree) {
3608                 for (bmp->db_agpref = 0; bmp->db_agpref < actags;
3609                      bmp->db_agpref++) {
3610                         if (bmp->db_agfree[bmp->db_agpref] >= avgfree)
3611                                 break;
3612                 }
3613                 if (bmp->db_agpref >= bmp->db_numag) {
3614                         jfs_error(ipbmap->i_sb,
3615                                   "cannot find ag with average freespace");
3616                 }
3617         }
3618
3619         /*
3620          * compute db_aglevel, db_agheigth, db_width, db_agstart:
3621          * an ag is covered in aglevel dmapctl summary tree, 
3622          * at agheight level height (from leaf) with agwidth number of nodes 
3623          * each, which starts at agstart index node of the smmary tree node 
3624          * array;
3625          */
3626         bmp->db_aglevel = BMAPSZTOLEV(bmp->db_agsize);
3627         l2nl =
3628             bmp->db_agl2size - (L2BPERDMAP + bmp->db_aglevel * L2LPERCTL);
3629         bmp->db_agheigth = l2nl >> 1;
3630         bmp->db_agwidth = 1 << (l2nl - (bmp->db_agheigth << 1));
3631         for (i = 5 - bmp->db_agheigth, bmp->db_agstart = 0, n = 1; i > 0;
3632              i--) {
3633                 bmp->db_agstart += n;
3634                 n <<= 2;
3635         }
3636
3637 }
3638
3639
3640 /*
3641  * NAME:        dbInitDmap()/ujfs_idmap_page()
3642  *                                                                    
3643  * FUNCTION:    initialize working/persistent bitmap of the dmap page
3644  *              for the specified number of blocks:
3645  *                                                                    
3646  *              at entry, the bitmaps had been initialized as free (ZEROS);
3647  *              The number of blocks will only account for the actually 
3648  *              existing blocks. Blocks which don't actually exist in 
3649  *              the aggregate will be marked as allocated (ONES);
3650  *
3651  * PARAMETERS:
3652  *      dp      - pointer to page of map
3653  *      nblocks - number of blocks this page
3654  *
3655  * RETURNS: NONE
3656  */
3657 static int dbInitDmap(struct dmap * dp, s64 Blkno, int nblocks)
3658 {
3659         int blkno, w, b, r, nw, nb, i;
3660
3661         /* starting block number within the dmap */
3662         blkno = Blkno & (BPERDMAP - 1);
3663
3664         if (blkno == 0) {
3665                 dp->nblocks = dp->nfree = cpu_to_le32(nblocks);
3666                 dp->start = cpu_to_le64(Blkno);
3667
3668                 if (nblocks == BPERDMAP) {
3669                         memset(&dp->wmap[0], 0, LPERDMAP * 4);
3670                         memset(&dp->pmap[0], 0, LPERDMAP * 4);
3671                         goto initTree;
3672                 }
3673         } else {
3674                 dp->nblocks =
3675                     cpu_to_le32(le32_to_cpu(dp->nblocks) + nblocks);
3676                 dp->nfree = cpu_to_le32(le32_to_cpu(dp->nfree) + nblocks);
3677         }
3678
3679         /* word number containing start block number */
3680         w = blkno >> L2DBWORD;
3681
3682         /*
3683          * free the bits corresponding to the block range (ZEROS):
3684          * note: not all bits of the first and last words may be contained 
3685          * within the block range.
3686          */
3687         for (r = nblocks; r > 0; r -= nb, blkno += nb) {
3688                 /* number of bits preceding range to be freed in the word */
3689                 b = blkno & (DBWORD - 1);
3690                 /* number of bits to free in the word */
3691                 nb = min(r, DBWORD - b);
3692
3693                 /* is partial word to be freed ? */
3694                 if (nb < DBWORD) {
3695                         /* free (set to 0) from the bitmap word */
3696                         dp->wmap[w] &= cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
3697                                                      >> b));
3698                         dp->pmap[w] &= cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
3699                                                      >> b));
3700
3701                         /* skip the word freed */
3702                         w++;
3703                 } else {
3704                         /* free (set to 0) contiguous bitmap words */
3705                         nw = r >> L2DBWORD;
3706                         memset(&dp->wmap[w], 0, nw * 4);
3707                         memset(&dp->pmap[w], 0, nw * 4);
3708
3709                         /* skip the words freed */
3710                         nb = nw << L2DBWORD;
3711                         w += nw;
3712                 }
3713         }
3714
3715         /*
3716          * mark bits following the range to be freed (non-existing 
3717          * blocks) as allocated (ONES)
3718          */
3719
3720         if (blkno == BPERDMAP)
3721                 goto initTree;
3722
3723         /* the first word beyond the end of existing blocks */
3724         w = blkno >> L2DBWORD;
3725
3726         /* does nblocks fall on a 32-bit boundary ? */
3727         b = blkno & (DBWORD - 1);
3728         if (b) {
3729                 /* mark a partial word allocated */
3730                 dp->wmap[w] = dp->pmap[w] = cpu_to_le32(ONES >> b);
3731                 w++;
3732         }
3733
3734         /* set the rest of the words in the page to allocated (ONES) */
3735         for (i = w; i < LPERDMAP; i++)
3736                 dp->pmap[i] = dp->wmap[i] = cpu_to_le32(ONES);
3737
3738         /*
3739          * init tree
3740          */
3741       initTree:
3742         return (dbInitDmapTree(dp));
3743 }
3744
3745
3746 /*
3747  * NAME:        dbInitDmapTree()/ujfs_complete_dmap()
3748  *                                                                    
3749  * FUNCTION:    initialize summary tree of the specified dmap:
3750  *
3751  *              at entry, bitmap of the dmap has been initialized;
3752  *                                                                    
3753  * PARAMETERS:
3754  *      dp      - dmap to complete
3755  *      blkno   - starting block number for this dmap
3756  *      treemax - will be filled in with max free for this dmap
3757  *
3758  * RETURNS:     max free string at the root of the tree
3759  */
3760 static int dbInitDmapTree(struct dmap * dp)
3761 {
3762         struct dmaptree *tp;
3763         s8 *cp;
3764         int i;
3765
3766         /* init fixed info of tree */
3767         tp = &dp->tree;
3768         tp->nleafs = cpu_to_le32(LPERDMAP);
3769         tp->l2nleafs = cpu_to_le32(L2LPERDMAP);
3770         tp->leafidx = cpu_to_le32(LEAFIND);
3771         tp->height = cpu_to_le32(4);
3772         tp->budmin = BUDMIN;
3773
3774         /* init each leaf from corresponding wmap word:
3775          * note: leaf is set to NOFREE(-1) if all blocks of corresponding
3776          * bitmap word are allocated. 
3777          */
3778         cp = tp->stree + le32_to_cpu(tp->leafidx);
3779         for (i = 0; i < LPERDMAP; i++)
3780                 *cp++ = dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[i]);
3781
3782         /* build the dmap's binary buddy summary tree */
3783         return (dbInitTree(tp));
3784 }
3785
3786
3787 /*
3788  * NAME:        dbInitTree()/ujfs_adjtree()
3789  *                                                                    
3790  * FUNCTION:    initialize binary buddy summary tree of a dmap or dmapctl.
3791  *
3792  *              at entry, the leaves of the tree has been initialized 
3793  *              from corresponding bitmap word or root of summary tree
3794  *              of the child control page;
3795  *              configure binary buddy system at the leaf level, then
3796  *              bubble up the values of the leaf nodes up the tree.
3797  *
3798  * PARAMETERS:
3799  *      cp      - Pointer to the root of the tree
3800  *      l2leaves- Number of leaf nodes as a power of 2
3801  *      l2min   - Number of blocks that can be covered by a leaf
3802  *                as a power of 2
3803  *
3804  * RETURNS: max free string at the root of the tree
3805  */
3806 static int dbInitTree(struct dmaptree * dtp)
3807 {
3808         int l2max, l2free, bsize, nextb, i;
3809         int child, parent, nparent;
3810         s8 *tp, *cp, *cp1;
3811
3812         tp = dtp->stree;
3813
3814         /* Determine the maximum free string possible for the leaves */
3815         l2max = le32_to_cpu(dtp->l2nleafs) + dtp->budmin;
3816
3817         /*
3818          * configure the leaf levevl into binary buddy system
3819          *
3820          * Try to combine buddies starting with a buddy size of 1 
3821          * (i.e. two leaves). At a buddy size of 1 two buddy leaves 
3822          * can be combined if both buddies have a maximum free of l2min; 
3823          * the combination will result in the left-most buddy leaf having 
3824          * a maximum free of l2min+1.  
3825          * After processing all buddies for a given size, process buddies 
3826          * at the next higher buddy size (i.e. current size * 2) and 
3827          * the next maximum free (current free + 1).  
3828          * This continues until the maximum possible buddy combination 
3829          * yields maximum free.
3830          */
3831         for (l2free = dtp->budmin, bsize = 1; l2free < l2max;
3832              l2free++, bsize = nextb) {
3833                 /* get next buddy size == current buddy pair size */
3834                 nextb = bsize << 1;
3835
3836                 /* scan each adjacent buddy pair at current buddy size */
3837                 for (i = 0, cp = tp + le32_to_cpu(dtp->leafidx);
3838                      i < le32_to_cpu(dtp->nleafs);
3839                      i += nextb, cp += nextb) {
3840                         /* coalesce if both adjacent buddies are max free */
3841                         if (*cp == l2free && *(cp + bsize) == l2free) {
3842                                 *cp = l2free + 1;       /* left take right */
3843                                 *(cp + bsize) = -1;     /* right give left */
3844                         }
3845                 }
3846         }
3847
3848         /*
3849          * bubble summary information of leaves up the tree.
3850          *
3851          * Starting at the leaf node level, the four nodes described by
3852          * the higher level parent node are compared for a maximum free and 
3853          * this maximum becomes the value of the parent node.  
3854          * when all lower level nodes are processed in this fashion then 
3855          * move up to the next level (parent becomes a lower level node) and 
3856          * continue the process for that level.
3857          */
3858         for (child = le32_to_cpu(dtp->leafidx),
3859              nparent = le32_to_cpu(dtp->nleafs) >> 2;
3860              nparent > 0; nparent >>= 2, child = parent) {
3861                 /* get index of 1st node of parent level */
3862                 parent = (child - 1) >> 2;
3863
3864                 /* set the value of the parent node as the maximum 
3865                  * of the four nodes of the current level.
3866                  */
3867                 for (i = 0, cp = tp + child, cp1 = tp + parent;
3868                      i < nparent; i++, cp += 4, cp1++)
3869                         *cp1 = TREEMAX(cp);
3870         }
3871
3872         return (*tp);
3873 }
3874
3875
3876 /*
3877  *      dbInitDmapCtl()
3878  *
3879  * function: initialize dmapctl page
3880  */
3881 static int dbInitDmapCtl(struct dmapctl * dcp, int level, int i)
3882 {                               /* start leaf index not covered by range */
3883         s8 *cp;
3884
3885         dcp->nleafs = cpu_to_le32(LPERCTL);
3886         dcp->l2nleafs = cpu_to_le32(L2LPERCTL);
3887         dcp->leafidx = cpu_to_le32(CTLLEAFIND);
3888         dcp->height = cpu_to_le32(5);
3889         dcp->budmin = L2BPERDMAP + L2LPERCTL * level;
3890
3891         /*
3892          * initialize the leaves of current level that were not covered 
3893          * by the specified input block range (i.e. the leaves have no 
3894          * low level dmapctl or dmap).
3895          */
3896         cp = &dcp->stree[CTLLEAFIND + i];
3897         for (; i < LPERCTL; i++)
3898                 *cp++ = NOFREE;
3899
3900         /* build the dmap's binary buddy summary tree */
3901         return (dbInitTree((struct dmaptree *) dcp));
3902 }
3903
3904
3905 /*
3906  * NAME:        dbGetL2AGSize()/ujfs_getagl2size()
3907  *                                                                    
3908  * FUNCTION:    Determine log2(allocation group size) from aggregate size
3909  *                                                                    
3910  * PARAMETERS:
3911  *      nblocks - Number of blocks in aggregate
3912  *
3913  * RETURNS: log2(allocation group size) in aggregate blocks
3914  */
3915 static int dbGetL2AGSize(s64 nblocks)
3916 {
3917         s64 sz;
3918         s64 m;
3919         int l2sz;
3920
3921         if (nblocks < BPERDMAP * MAXAG)
3922                 return (L2BPERDMAP);
3923
3924         /* round up aggregate size to power of 2 */
3925         m = ((u64) 1 << (64 - 1));
3926         for (l2sz = 64; l2sz >= 0; l2sz--, m >>= 1) {
3927                 if (m & nblocks)
3928                         break;
3929         }
3930
3931         sz = (s64) 1 << l2sz;
3932         if (sz < nblocks)
3933                 l2sz += 1;
3934
3935         /* agsize = roundupSize/max_number_of_ag */
3936         return (l2sz - L2MAXAG);
3937 }
3938
3939
3940 /*
3941  * NAME:        dbMapFileSizeToMapSize()
3942  *                                                                    
3943  * FUNCTION:    compute number of blocks the block allocation map file 
3944  *              can cover from the map file size;
3945  *
3946  * RETURNS:     Number of blocks which can be covered by this block map file;
3947  */
3948
3949 /*
3950  * maximum number of map pages at each level including control pages
3951  */
3952 #define MAXL0PAGES      (1 + LPERCTL)
3953 #define MAXL1PAGES      (1 + LPERCTL * MAXL0PAGES)
3954 #define MAXL2PAGES      (1 + LPERCTL * MAXL1PAGES)
3955
3956 /*
3957  * convert number of map pages to the zero origin top dmapctl level
3958  */
3959 #define BMAPPGTOLEV(npages)     \
3960         (((npages) <= 3 + MAXL0PAGES) ? 0 \
3961        : ((npages) <= 2 + MAXL1PAGES) ? 1 : 2)
3962
3963 s64 dbMapFileSizeToMapSize(struct inode * ipbmap)
3964 {
3965         struct super_block *sb = ipbmap->i_sb;
3966         s64 nblocks;
3967         s64 npages, ndmaps;
3968         int level, i;
3969         int complete, factor;
3970
3971         nblocks = ipbmap->i_size >> JFS_SBI(sb)->l2bsize;
3972         npages = nblocks >> JFS_SBI(sb)->l2nbperpage;
3973         level = BMAPPGTOLEV(npages);
3974
3975         /* At each level, accumulate the number of dmap pages covered by 
3976          * the number of full child levels below it;
3977          * repeat for the last incomplete child level.
3978          */
3979         ndmaps = 0;
3980         npages--;               /* skip the first global control page */
3981         /* skip higher level control pages above top level covered by map */
3982         npages -= (2 - level);
3983         npages--;               /* skip top level's control page */
3984         for (i = level; i >= 0; i--) {
3985                 factor =
3986                     (i == 2) ? MAXL1PAGES : ((i == 1) ? MAXL0PAGES : 1);
3987                 complete = (u32) npages / factor;
3988                 ndmaps += complete * ((i == 2) ? LPERCTL * LPERCTL
3989                                       : ((i == 1) ? LPERCTL : 1));
3990
3991                 /* pages in last/incomplete child */
3992                 npages = (u32) npages % factor;
3993                 /* skip incomplete child's level control page */
3994                 npages--;
3995         }
3996
3997         /* convert the number of dmaps into the number of blocks 
3998          * which can be covered by the dmaps;
3999          */
4000         nblocks = ndmaps << L2BPERDMAP;
4001
4002         return (nblocks);
4003 }