UBIFS: do not lie about used blocks
[safe/jmp/linux-2.6] / fs / ubifs / budget.c
1 /*
2  * This file is part of UBIFS.
3  *
4  * Copyright (C) 2006-2008 Nokia Corporation.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
7  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published by
8  * the Free Software Foundation.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
11  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
12  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
13  * more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU General Public License along with
16  * this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 51
17  * Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
18  *
19  * Authors: Adrian Hunter
20  *          Artem Bityutskiy (Битюцкий Артём)
21  */
22
23 /*
24  * This file implements the budgeting sub-system which is responsible for UBIFS
25  * space management.
26  *
27  * Factors such as compression, wasted space at the ends of LEBs, space in other
28  * journal heads, the effect of updates on the index, and so on, make it
29  * impossible to accurately predict the amount of space needed. Consequently
30  * approximations are used.
31  */
32
33 #include "ubifs.h"
34 #include <linux/writeback.h>
35 #include <linux/math64.h>
36
37 /*
38  * When pessimistic budget calculations say that there is no enough space,
39  * UBIFS starts writing back dirty inodes and pages, doing garbage collection,
40  * or committing. The below constants define maximum number of times UBIFS
41  * repeats the operations.
42  */
43 #define MAX_SHRINK_RETRIES 8
44 #define MAX_GC_RETRIES     4
45 #define MAX_CMT_RETRIES    2
46 #define MAX_NOSPC_RETRIES  1
47
48 /*
49  * The below constant defines amount of dirty pages which should be written
50  * back at when trying to shrink the liability.
51  */
52 #define NR_TO_WRITE 16
53
54 /**
55  * struct retries_info - information about re-tries while making free space.
56  * @prev_liability: previous liability
57  * @shrink_cnt: how many times the liability was shrinked
58  * @shrink_retries: count of liability shrink re-tries (increased when
59  *                  liability does not shrink)
60  * @try_gc: GC should be tried first
61  * @gc_retries: how many times GC was run
62  * @cmt_retries: how many times commit has been done
63  * @nospc_retries: how many times GC returned %-ENOSPC
64  *
65  * Since we consider budgeting to be the fast-path, and this structure has to
66  * be allocated on stack and zeroed out, we make it smaller using bit-fields.
67  */
68 struct retries_info {
69         long long prev_liability;
70         unsigned int shrink_cnt;
71         unsigned int shrink_retries:5;
72         unsigned int try_gc:1;
73         unsigned int gc_retries:4;
74         unsigned int cmt_retries:3;
75         unsigned int nospc_retries:1;
76 };
77
78 /**
79  * shrink_liability - write-back some dirty pages/inodes.
80  * @c: UBIFS file-system description object
81  * @nr_to_write: how many dirty pages to write-back
82  *
83  * This function shrinks UBIFS liability by means of writing back some amount
84  * of dirty inodes and their pages. Returns the amount of pages which were
85  * written back. The returned value does not include dirty inodes which were
86  * synchronized.
87  *
88  * Note, this function synchronizes even VFS inodes which are locked
89  * (@i_mutex) by the caller of the budgeting function, because write-back does
90  * not touch @i_mutex.
91  */
92 static int shrink_liability(struct ubifs_info *c, int nr_to_write)
93 {
94         int nr_written;
95         struct writeback_control wbc = {
96                 .sync_mode   = WB_SYNC_NONE,
97                 .range_end   = LLONG_MAX,
98                 .nr_to_write = nr_to_write,
99         };
100
101         generic_sync_sb_inodes(c->vfs_sb, &wbc);
102         nr_written = nr_to_write - wbc.nr_to_write;
103
104         if (!nr_written) {
105                 /*
106                  * Re-try again but wait on pages/inodes which are being
107                  * written-back concurrently (e.g., by pdflush).
108                  */
109                 memset(&wbc, 0, sizeof(struct writeback_control));
110                 wbc.sync_mode   = WB_SYNC_ALL;
111                 wbc.range_end   = LLONG_MAX;
112                 wbc.nr_to_write = nr_to_write;
113                 generic_sync_sb_inodes(c->vfs_sb, &wbc);
114                 nr_written = nr_to_write - wbc.nr_to_write;
115         }
116
117         dbg_budg("%d pages were written back", nr_written);
118         return nr_written;
119 }
120
121
122 /**
123  * run_gc - run garbage collector.
124  * @c: UBIFS file-system description object
125  *
126  * This function runs garbage collector to make some more free space. Returns
127  * zero if a free LEB has been produced, %-EAGAIN if commit is required, and a
128  * negative error code in case of failure.
129  */
130 static int run_gc(struct ubifs_info *c)
131 {
132         int err, lnum;
133
134         /* Make some free space by garbage-collecting dirty space */
135         down_read(&c->commit_sem);
136         lnum = ubifs_garbage_collect(c, 1);
137         up_read(&c->commit_sem);
138         if (lnum < 0)
139                 return lnum;
140
141         /* GC freed one LEB, return it to lprops */
142         dbg_budg("GC freed LEB %d", lnum);
143         err = ubifs_return_leb(c, lnum);
144         if (err)
145                 return err;
146         return 0;
147 }
148
149 /**
150  * make_free_space - make more free space on the file-system.
151  * @c: UBIFS file-system description object
152  * @ri: information about previous invocations of this function
153  *
154  * This function is called when an operation cannot be budgeted because there
155  * is supposedly no free space. But in most cases there is some free space:
156  *   o budgeting is pessimistic, so it always budgets more then it is actually
157  *     needed, so shrinking the liability is one way to make free space - the
158  *     cached data will take less space then it was budgeted for;
159  *   o GC may turn some dark space into free space (budgeting treats dark space
160  *     as not available);
161  *   o commit may free some LEB, i.e., turn freeable LEBs into free LEBs.
162  *
163  * So this function tries to do the above. Returns %-EAGAIN if some free space
164  * was presumably made and the caller has to re-try budgeting the operation.
165  * Returns %-ENOSPC if it couldn't do more free space, and other negative error
166  * codes on failures.
167  */
168 static int make_free_space(struct ubifs_info *c, struct retries_info *ri)
169 {
170         int err;
171
172         /*
173          * If we have some dirty pages and inodes (liability), try to write
174          * them back unless this was tried too many times without effect
175          * already.
176          */
177         if (ri->shrink_retries < MAX_SHRINK_RETRIES && !ri->try_gc) {
178                 long long liability;
179
180                 spin_lock(&c->space_lock);
181                 liability = c->budg_idx_growth + c->budg_data_growth +
182                             c->budg_dd_growth;
183                 spin_unlock(&c->space_lock);
184
185                 if (ri->prev_liability >= liability) {
186                         /* Liability does not shrink, next time try GC then */
187                         ri->shrink_retries += 1;
188                         if (ri->gc_retries < MAX_GC_RETRIES)
189                                 ri->try_gc = 1;
190                         dbg_budg("liability did not shrink: retries %d of %d",
191                                  ri->shrink_retries, MAX_SHRINK_RETRIES);
192                 }
193
194                 dbg_budg("force write-back (count %d)", ri->shrink_cnt);
195                 shrink_liability(c, NR_TO_WRITE + ri->shrink_cnt);
196
197                 ri->prev_liability = liability;
198                 ri->shrink_cnt += 1;
199                 return -EAGAIN;
200         }
201
202         /*
203          * Try to run garbage collector unless it was already tried too many
204          * times.
205          */
206         if (ri->gc_retries < MAX_GC_RETRIES) {
207                 ri->gc_retries += 1;
208                 dbg_budg("run GC, retries %d of %d",
209                          ri->gc_retries, MAX_GC_RETRIES);
210
211                 ri->try_gc = 0;
212                 err = run_gc(c);
213                 if (!err)
214                         return -EAGAIN;
215
216                 if (err == -EAGAIN) {
217                         dbg_budg("GC asked to commit");
218                         err = ubifs_run_commit(c);
219                         if (err)
220                                 return err;
221                         return -EAGAIN;
222                 }
223
224                 if (err != -ENOSPC)
225                         return err;
226
227                 /*
228                  * GC could not make any progress. If this is the first time,
229                  * then it makes sense to try to commit, because it might make
230                  * some dirty space.
231                  */
232                 dbg_budg("GC returned -ENOSPC, retries %d",
233                          ri->nospc_retries);
234                 if (ri->nospc_retries >= MAX_NOSPC_RETRIES)
235                         return err;
236                 ri->nospc_retries += 1;
237         }
238
239         /* Neither GC nor write-back helped, try to commit */
240         if (ri->cmt_retries < MAX_CMT_RETRIES) {
241                 ri->cmt_retries += 1;
242                 dbg_budg("run commit, retries %d of %d",
243                          ri->cmt_retries, MAX_CMT_RETRIES);
244                 err = ubifs_run_commit(c);
245                 if (err)
246                         return err;
247                 return -EAGAIN;
248         }
249         return -ENOSPC;
250 }
251
252 /**
253  * ubifs_calc_min_idx_lebs - calculate amount of eraseblocks for the index.
254  * @c: UBIFS file-system description object
255  *
256  * This function calculates and returns the number of eraseblocks which should
257  * be kept for index usage.
258  */
259 int ubifs_calc_min_idx_lebs(struct ubifs_info *c)
260 {
261         int idx_lebs, eff_leb_size = c->leb_size - c->max_idx_node_sz;
262         long long idx_size;
263
264         idx_size = c->old_idx_sz + c->budg_idx_growth + c->budg_uncommitted_idx;
265
266         /* And make sure we have thrice the index size of space reserved */
267         idx_size = idx_size + (idx_size << 1);
268
269         /*
270          * We do not maintain 'old_idx_size' as 'old_idx_lebs'/'old_idx_bytes'
271          * pair, nor similarly the two variables for the new index size, so we
272          * have to do this costly 64-bit division on fast-path.
273          */
274         idx_size += eff_leb_size - 1;
275         idx_lebs = div_u64(idx_size, eff_leb_size);
276         /*
277          * The index head is not available for the in-the-gaps method, so add an
278          * extra LEB to compensate.
279          */
280         idx_lebs += 1;
281         if (idx_lebs < MIN_INDEX_LEBS)
282                 idx_lebs = MIN_INDEX_LEBS;
283         return idx_lebs;
284 }
285
286 /**
287  * ubifs_calc_available - calculate available FS space.
288  * @c: UBIFS file-system description object
289  * @min_idx_lebs: minimum number of LEBs reserved for the index
290  *
291  * This function calculates and returns amount of FS space available for use.
292  */
293 long long ubifs_calc_available(const struct ubifs_info *c, int min_idx_lebs)
294 {
295         int subtract_lebs;
296         long long available;
297
298         available = c->main_bytes - c->lst.total_used;
299
300         /*
301          * Now 'available' contains theoretically available flash space
302          * assuming there is no index, so we have to subtract the space which
303          * is reserved for the index.
304          */
305         subtract_lebs = min_idx_lebs;
306
307         /* Take into account that GC reserves one LEB for its own needs */
308         subtract_lebs += 1;
309
310         /*
311          * The GC journal head LEB is not really accessible. And since
312          * different write types go to different heads, we may count only on
313          * one head's space.
314          */
315         subtract_lebs += c->jhead_cnt - 1;
316
317         /* We also reserve one LEB for deletions, which bypass budgeting */
318         subtract_lebs += 1;
319
320         available -= (long long)subtract_lebs * c->leb_size;
321
322         /* Subtract the dead space which is not available for use */
323         available -= c->lst.total_dead;
324
325         /*
326          * Subtract dark space, which might or might not be usable - it depends
327          * on the data which we have on the media and which will be written. If
328          * this is a lot of uncompressed or not-compressible data, the dark
329          * space cannot be used.
330          */
331         available -= c->lst.total_dark;
332
333         /*
334          * However, there is more dark space. The index may be bigger than
335          * @min_idx_lebs. Those extra LEBs are assumed to be available, but
336          * their dark space is not included in total_dark, so it is subtracted
337          * here.
338          */
339         if (c->lst.idx_lebs > min_idx_lebs) {
340                 subtract_lebs = c->lst.idx_lebs - min_idx_lebs;
341                 available -= subtract_lebs * c->dark_wm;
342         }
343
344         /* The calculations are rough and may end up with a negative number */
345         return available > 0 ? available : 0;
346 }
347
348 /**
349  * can_use_rp - check whether the user is allowed to use reserved pool.
350  * @c: UBIFS file-system description object
351  *
352  * UBIFS has so-called "reserved pool" which is flash space reserved
353  * for the superuser and for uses whose UID/GID is recorded in UBIFS superblock.
354  * This function checks whether current user is allowed to use reserved pool.
355  * Returns %1  current user is allowed to use reserved pool and %0 otherwise.
356  */
357 static int can_use_rp(struct ubifs_info *c)
358 {
359         if (current->fsuid == c->rp_uid || capable(CAP_SYS_RESOURCE) ||
360             (c->rp_gid != 0 && in_group_p(c->rp_gid)))
361                 return 1;
362         return 0;
363 }
364
365 /**
366  * do_budget_space - reserve flash space for index and data growth.
367  * @c: UBIFS file-system description object
368  *
369  * This function makes sure UBIFS has enough free eraseblocks for index growth
370  * and data.
371  *
372  * When budgeting index space, UBIFS reserves thrice as many LEBs as the index
373  * would take if it was consolidated and written to the flash. This guarantees
374  * that the "in-the-gaps" commit method always succeeds and UBIFS will always
375  * be able to commit dirty index. So this function basically adds amount of
376  * budgeted index space to the size of the current index, multiplies this by 3,
377  * and makes sure this does not exceed the amount of free eraseblocks.
378  *
379  * Notes about @c->min_idx_lebs and @c->lst.idx_lebs variables:
380  * o @c->lst.idx_lebs is the number of LEBs the index currently uses. It might
381  *    be large, because UBIFS does not do any index consolidation as long as
382  *    there is free space. IOW, the index may take a lot of LEBs, but the LEBs
383  *    will contain a lot of dirt.
384  * o @c->min_idx_lebs is the the index presumably takes. IOW, the index may be
385  *   consolidated to take up to @c->min_idx_lebs LEBs.
386  *
387  * This function returns zero in case of success, and %-ENOSPC in case of
388  * failure.
389  */
390 static int do_budget_space(struct ubifs_info *c)
391 {
392         long long outstanding, available;
393         int lebs, rsvd_idx_lebs, min_idx_lebs;
394
395         /* First budget index space */
396         min_idx_lebs = ubifs_calc_min_idx_lebs(c);
397
398         /* Now 'min_idx_lebs' contains number of LEBs to reserve */
399         if (min_idx_lebs > c->lst.idx_lebs)
400                 rsvd_idx_lebs = min_idx_lebs - c->lst.idx_lebs;
401         else
402                 rsvd_idx_lebs = 0;
403
404         /*
405          * The number of LEBs that are available to be used by the index is:
406          *
407          *    @c->lst.empty_lebs + @c->freeable_cnt + @c->idx_gc_cnt -
408          *    @c->lst.taken_empty_lebs
409          *
410          * @c->lst.empty_lebs are available because they are empty.
411          * @c->freeable_cnt are available because they contain only free and
412          * dirty space, @c->idx_gc_cnt are available because they are index
413          * LEBs that have been garbage collected and are awaiting the commit
414          * before they can be used. And the in-the-gaps method will grab these
415          * if it needs them. @c->lst.taken_empty_lebs are empty LEBs that have
416          * already been allocated for some purpose.
417          *
418          * Note, @c->idx_gc_cnt is included to both @c->lst.empty_lebs (because
419          * these LEBs are empty) and to @c->lst.taken_empty_lebs (because they
420          * are taken until after the commit).
421          *
422          * Note, @c->lst.taken_empty_lebs may temporarily be higher by one
423          * because of the way we serialize LEB allocations and budgeting. See a
424          * comment in 'ubifs_find_free_space()'.
425          */
426         lebs = c->lst.empty_lebs + c->freeable_cnt + c->idx_gc_cnt -
427                c->lst.taken_empty_lebs;
428         if (unlikely(rsvd_idx_lebs > lebs)) {
429                 dbg_budg("out of indexing space: min_idx_lebs %d (old %d), "
430                          "rsvd_idx_lebs %d", min_idx_lebs, c->min_idx_lebs,
431                          rsvd_idx_lebs);
432                 return -ENOSPC;
433         }
434
435         available = ubifs_calc_available(c, min_idx_lebs);
436         outstanding = c->budg_data_growth + c->budg_dd_growth;
437
438         if (unlikely(available < outstanding)) {
439                 dbg_budg("out of data space: available %lld, outstanding %lld",
440                          available, outstanding);
441                 return -ENOSPC;
442         }
443
444         if (available - outstanding <= c->rp_size && !can_use_rp(c))
445                 return -ENOSPC;
446
447         c->min_idx_lebs = min_idx_lebs;
448         return 0;
449 }
450
451 /**
452  * calc_idx_growth - calculate approximate index growth from budgeting request.
453  * @c: UBIFS file-system description object
454  * @req: budgeting request
455  *
456  * For now we assume each new node adds one znode. But this is rather poor
457  * approximation, though.
458  */
459 static int calc_idx_growth(const struct ubifs_info *c,
460                            const struct ubifs_budget_req *req)
461 {
462         int znodes;
463
464         znodes = req->new_ino + (req->new_page << UBIFS_BLOCKS_PER_PAGE_SHIFT) +
465                  req->new_dent;
466         return znodes * c->max_idx_node_sz;
467 }
468
469 /**
470  * calc_data_growth - calculate approximate amount of new data from budgeting
471  * request.
472  * @c: UBIFS file-system description object
473  * @req: budgeting request
474  */
475 static int calc_data_growth(const struct ubifs_info *c,
476                             const struct ubifs_budget_req *req)
477 {
478         int data_growth;
479
480         data_growth = req->new_ino  ? c->inode_budget : 0;
481         if (req->new_page)
482                 data_growth += c->page_budget;
483         if (req->new_dent)
484                 data_growth += c->dent_budget;
485         data_growth += req->new_ino_d;
486         return data_growth;
487 }
488
489 /**
490  * calc_dd_growth - calculate approximate amount of data which makes other data
491  * dirty from budgeting request.
492  * @c: UBIFS file-system description object
493  * @req: budgeting request
494  */
495 static int calc_dd_growth(const struct ubifs_info *c,
496                           const struct ubifs_budget_req *req)
497 {
498         int dd_growth;
499
500         dd_growth = req->dirtied_page ? c->page_budget : 0;
501
502         if (req->dirtied_ino)
503                 dd_growth += c->inode_budget << (req->dirtied_ino - 1);
504         if (req->mod_dent)
505                 dd_growth += c->dent_budget;
506         dd_growth += req->dirtied_ino_d;
507         return dd_growth;
508 }
509
510 /**
511  * ubifs_budget_space - ensure there is enough space to complete an operation.
512  * @c: UBIFS file-system description object
513  * @req: budget request
514  *
515  * This function allocates budget for an operation. It uses pessimistic
516  * approximation of how much flash space the operation needs. The goal of this
517  * function is to make sure UBIFS always has flash space to flush all dirty
518  * pages, dirty inodes, and dirty znodes (liability). This function may force
519  * commit, garbage-collection or write-back. Returns zero in case of success,
520  * %-ENOSPC if there is no free space and other negative error codes in case of
521  * failures.
522  */
523 int ubifs_budget_space(struct ubifs_info *c, struct ubifs_budget_req *req)
524 {
525         int uninitialized_var(cmt_retries), uninitialized_var(wb_retries);
526         int err, idx_growth, data_growth, dd_growth;
527         struct retries_info ri;
528
529         ubifs_assert(req->new_page <= 1);
530         ubifs_assert(req->dirtied_page <= 1);
531         ubifs_assert(req->new_dent <= 1);
532         ubifs_assert(req->mod_dent <= 1);
533         ubifs_assert(req->new_ino <= 1);
534         ubifs_assert(req->new_ino_d <= UBIFS_MAX_INO_DATA);
535         ubifs_assert(req->dirtied_ino <= 4);
536         ubifs_assert(req->dirtied_ino_d <= UBIFS_MAX_INO_DATA * 4);
537         ubifs_assert(!(req->new_ino_d & 7));
538         ubifs_assert(!(req->dirtied_ino_d & 7));
539
540         data_growth = calc_data_growth(c, req);
541         dd_growth = calc_dd_growth(c, req);
542         if (!data_growth && !dd_growth)
543                 return 0;
544         idx_growth = calc_idx_growth(c, req);
545         memset(&ri, 0, sizeof(struct retries_info));
546
547 again:
548         spin_lock(&c->space_lock);
549         ubifs_assert(c->budg_idx_growth >= 0);
550         ubifs_assert(c->budg_data_growth >= 0);
551         ubifs_assert(c->budg_dd_growth >= 0);
552
553         if (unlikely(c->nospace) && (c->nospace_rp || !can_use_rp(c))) {
554                 dbg_budg("no space");
555                 spin_unlock(&c->space_lock);
556                 return -ENOSPC;
557         }
558
559         c->budg_idx_growth += idx_growth;
560         c->budg_data_growth += data_growth;
561         c->budg_dd_growth += dd_growth;
562
563         err = do_budget_space(c);
564         if (likely(!err)) {
565                 req->idx_growth = idx_growth;
566                 req->data_growth = data_growth;
567                 req->dd_growth = dd_growth;
568                 spin_unlock(&c->space_lock);
569                 return 0;
570         }
571
572         /* Restore the old values */
573         c->budg_idx_growth -= idx_growth;
574         c->budg_data_growth -= data_growth;
575         c->budg_dd_growth -= dd_growth;
576         spin_unlock(&c->space_lock);
577
578         if (req->fast) {
579                 dbg_budg("no space for fast budgeting");
580                 return err;
581         }
582
583         err = make_free_space(c, &ri);
584         if (err == -EAGAIN) {
585                 dbg_budg("try again");
586                 cond_resched();
587                 goto again;
588         } else if (err == -ENOSPC) {
589                 dbg_budg("FS is full, -ENOSPC");
590                 c->nospace = 1;
591                 if (can_use_rp(c) || c->rp_size == 0)
592                         c->nospace_rp = 1;
593                 smp_wmb();
594         } else
595                 ubifs_err("cannot budget space, error %d", err);
596         return err;
597 }
598
599 /**
600  * ubifs_release_budget - release budgeted free space.
601  * @c: UBIFS file-system description object
602  * @req: budget request
603  *
604  * This function releases the space budgeted by 'ubifs_budget_space()'. Note,
605  * since the index changes (which were budgeted for in @req->idx_growth) will
606  * only be written to the media on commit, this function moves the index budget
607  * from @c->budg_idx_growth to @c->budg_uncommitted_idx. The latter will be
608  * zeroed by the commit operation.
609  */
610 void ubifs_release_budget(struct ubifs_info *c, struct ubifs_budget_req *req)
611 {
612         ubifs_assert(req->new_page <= 1);
613         ubifs_assert(req->dirtied_page <= 1);
614         ubifs_assert(req->new_dent <= 1);
615         ubifs_assert(req->mod_dent <= 1);
616         ubifs_assert(req->new_ino <= 1);
617         ubifs_assert(req->new_ino_d <= UBIFS_MAX_INO_DATA);
618         ubifs_assert(req->dirtied_ino <= 4);
619         ubifs_assert(req->dirtied_ino_d <= UBIFS_MAX_INO_DATA * 4);
620         ubifs_assert(!(req->new_ino_d & 7));
621         ubifs_assert(!(req->dirtied_ino_d & 7));
622         if (!req->recalculate) {
623                 ubifs_assert(req->idx_growth >= 0);
624                 ubifs_assert(req->data_growth >= 0);
625                 ubifs_assert(req->dd_growth >= 0);
626         }
627
628         if (req->recalculate) {
629                 req->data_growth = calc_data_growth(c, req);
630                 req->dd_growth = calc_dd_growth(c, req);
631                 req->idx_growth = calc_idx_growth(c, req);
632         }
633
634         if (!req->data_growth && !req->dd_growth)
635                 return;
636
637         c->nospace = c->nospace_rp = 0;
638         smp_wmb();
639
640         spin_lock(&c->space_lock);
641         c->budg_idx_growth -= req->idx_growth;
642         c->budg_uncommitted_idx += req->idx_growth;
643         c->budg_data_growth -= req->data_growth;
644         c->budg_dd_growth -= req->dd_growth;
645         c->min_idx_lebs = ubifs_calc_min_idx_lebs(c);
646
647         ubifs_assert(c->budg_idx_growth >= 0);
648         ubifs_assert(c->budg_data_growth >= 0);
649         ubifs_assert(c->budg_dd_growth >= 0);
650         ubifs_assert(c->min_idx_lebs < c->main_lebs);
651         ubifs_assert(!(c->budg_idx_growth & 7));
652         ubifs_assert(!(c->budg_data_growth & 7));
653         ubifs_assert(!(c->budg_dd_growth & 7));
654         spin_unlock(&c->space_lock);
655 }
656
657 /**
658  * ubifs_convert_page_budget - convert budget of a new page.
659  * @c: UBIFS file-system description object
660  *
661  * This function converts budget which was allocated for a new page of data to
662  * the budget of changing an existing page of data. The latter is smaller then
663  * the former, so this function only does simple re-calculation and does not
664  * involve any write-back.
665  */
666 void ubifs_convert_page_budget(struct ubifs_info *c)
667 {
668         spin_lock(&c->space_lock);
669         /* Release the index growth reservation */
670         c->budg_idx_growth -= c->max_idx_node_sz << UBIFS_BLOCKS_PER_PAGE_SHIFT;
671         /* Release the data growth reservation */
672         c->budg_data_growth -= c->page_budget;
673         /* Increase the dirty data growth reservation instead */
674         c->budg_dd_growth += c->page_budget;
675         /* And re-calculate the indexing space reservation */
676         c->min_idx_lebs = ubifs_calc_min_idx_lebs(c);
677         spin_unlock(&c->space_lock);
678 }
679
680 /**
681  * ubifs_release_dirty_inode_budget - release dirty inode budget.
682  * @c: UBIFS file-system description object
683  * @ui: UBIFS inode to release the budget for
684  *
685  * This function releases budget corresponding to a dirty inode. It is usually
686  * called when after the inode has been written to the media and marked as
687  * clean.
688  */
689 void ubifs_release_dirty_inode_budget(struct ubifs_info *c,
690                                       struct ubifs_inode *ui)
691 {
692         struct ubifs_budget_req req;
693
694         memset(&req, 0, sizeof(struct ubifs_budget_req));
695         req.dd_growth = c->inode_budget + ALIGN(ui->data_len, 8);
696         ubifs_release_budget(c, &req);
697 }
698
699 /**
700  * ubifs_reported_space - calculate reported free space.
701  * @c: the UBIFS file-system description object
702  * @free: amount of free space
703  *
704  * This function calculates amount of free space which will be reported to
705  * user-space. User-space application tend to expect that if the file-system
706  * (e.g., via the 'statfs()' call) reports that it has N bytes available, they
707  * are able to write a file of size N. UBIFS attaches node headers to each data
708  * node and it has to write indexind nodes as well. This introduces additional
709  * overhead, and UBIFS has to report sligtly less free space to meet the above
710  * expectetions.
711  *
712  * This function assumes free space is made up of uncompressed data nodes and
713  * full index nodes (one per data node, tripled because we always allow enough
714  * space to write the index thrice).
715  *
716  * Note, the calculation is pessimistic, which means that most of the time
717  * UBIFS reports less space than it actually has.
718  */
719 long long ubifs_reported_space(const struct ubifs_info *c, long long free)
720 {
721         int divisor, factor, f;
722
723         /*
724          * Reported space size is @free * X, where X is UBIFS block size
725          * divided by UBIFS block size + all overhead one data block
726          * introduces. The overhead is the node header + indexing overhead.
727          *
728          * Indexing overhead calculations are based on the following formula:
729          * I = N/(f - 1) + 1, where I - number of indexing nodes, N - number
730          * of data nodes, f - fanout. Because effective UBIFS fanout is twice
731          * as less than maximum fanout, we assume that each data node
732          * introduces 3 * @c->max_idx_node_sz / (@c->fanout/2 - 1) bytes.
733          * Note, the multiplier 3 is because UBIFS reseves thrice as more space
734          * for the index.
735          */
736         f = c->fanout > 3 ? c->fanout >> 1 : 2;
737         factor = UBIFS_BLOCK_SIZE;
738         divisor = UBIFS_MAX_DATA_NODE_SZ;
739         divisor += (c->max_idx_node_sz * 3) / (f - 1);
740         free *= factor;
741         return div_u64(free, divisor);
742 }
743
744 /**
745  * ubifs_get_free_space - return amount of free space.
746  * @c: UBIFS file-system description object
747  *
748  * This function calculates amount of free space to report to user-space.
749  *
750  * Because UBIFS may introduce substantial overhead (the index, node headers,
751  * alighment, wastage at the end of eraseblocks, etc), it cannot report real
752  * amount of free flash space it has (well, because not all dirty space is
753  * reclamable, UBIFS does not actually know the real amount). If UBIFS did so,
754  * it would bread user expectetion about what free space is. Users seem to
755  * accustomed to assume that if the file-system reports N bytes of free space,
756  * they would be able to fit a file of N bytes to the FS. This almost works for
757  * traditional file-systems, because they have way less overhead than UBIFS.
758  * So, to keep users happy, UBIFS tries to take the overhead into account.
759  */
760 long long ubifs_get_free_space(struct ubifs_info *c)
761 {
762         int min_idx_lebs, rsvd_idx_lebs, lebs;
763         long long available, outstanding, free;
764
765         spin_lock(&c->space_lock);
766         min_idx_lebs = c->min_idx_lebs;
767         ubifs_assert(min_idx_lebs == ubifs_calc_min_idx_lebs(c));
768         outstanding = c->budg_data_growth + c->budg_dd_growth;
769         available = ubifs_calc_available(c, min_idx_lebs);
770
771         /*
772          * When reporting free space to user-space, UBIFS guarantees that it is
773          * possible to write a file of free space size. This means that for
774          * empty LEBs we may use more precise calculations than
775          * 'ubifs_calc_available()' is using. Namely, we know that in empty
776          * LEBs we would waste only @c->leb_overhead bytes, not @c->dark_wm.
777          * Thus, amend the available space.
778          *
779          * Note, the calculations below are similar to what we have in
780          * 'do_budget_space()', so refer there for comments.
781          */
782         if (min_idx_lebs > c->lst.idx_lebs)
783                 rsvd_idx_lebs = min_idx_lebs - c->lst.idx_lebs;
784         else
785                 rsvd_idx_lebs = 0;
786         lebs = c->lst.empty_lebs + c->freeable_cnt + c->idx_gc_cnt -
787                c->lst.taken_empty_lebs;
788         lebs -= rsvd_idx_lebs;
789         available += lebs * (c->dark_wm - c->leb_overhead);
790         spin_unlock(&c->space_lock);
791
792         if (available > outstanding)
793                 free = ubifs_reported_space(c, available - outstanding);
794         else
795                 free = 0;
796         return free;
797 }