Add the rt linux 4.1.3-rt3 as base
[kvmfornfv.git] / kernel / fs / ocfs2 / localalloc.c
diff --git a/kernel/fs/ocfs2/localalloc.c b/kernel/fs/ocfs2/localalloc.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..857bbbc
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1343 @@
+/* -*- mode: c; c-basic-offset: 8; -*-
+ * vim: noexpandtab sw=8 ts=8 sts=0:
+ *
+ * localalloc.c
+ *
+ * Node local data allocation
+ *
+ * Copyright (C) 2002, 2004 Oracle.  All rights reserved.
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU General Public
+ * License as published by the Free Software Foundation; either
+ * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
+ *
+ * This program is distributed in the hope that it will be useful,
+ * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
+ * General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU General Public
+ * License along with this program; if not, write to the
+ * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
+ * Boston, MA 021110-1307, USA.
+ */
+
+#include <linux/fs.h>
+#include <linux/types.h>
+#include <linux/slab.h>
+#include <linux/highmem.h>
+#include <linux/bitops.h>
+
+#include <cluster/masklog.h>
+
+#include "ocfs2.h"
+
+#include "alloc.h"
+#include "blockcheck.h"
+#include "dlmglue.h"
+#include "inode.h"
+#include "journal.h"
+#include "localalloc.h"
+#include "suballoc.h"
+#include "super.h"
+#include "sysfile.h"
+#include "ocfs2_trace.h"
+
+#include "buffer_head_io.h"
+
+#define OCFS2_LOCAL_ALLOC(dinode)      (&((dinode)->id2.i_lab))
+
+static u32 ocfs2_local_alloc_count_bits(struct ocfs2_dinode *alloc);
+
+static int ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(struct ocfs2_super *osb,
+                                            struct ocfs2_dinode *alloc,
+                                            u32 *numbits,
+                                            struct ocfs2_alloc_reservation *resv);
+
+static void ocfs2_clear_local_alloc(struct ocfs2_dinode *alloc);
+
+static int ocfs2_sync_local_to_main(struct ocfs2_super *osb,
+                                   handle_t *handle,
+                                   struct ocfs2_dinode *alloc,
+                                   struct inode *main_bm_inode,
+                                   struct buffer_head *main_bm_bh);
+
+static int ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(struct ocfs2_super *osb,
+                                               struct ocfs2_alloc_context **ac,
+                                               struct inode **bitmap_inode,
+                                               struct buffer_head **bitmap_bh);
+
+static int ocfs2_local_alloc_new_window(struct ocfs2_super *osb,
+                                       handle_t *handle,
+                                       struct ocfs2_alloc_context *ac);
+
+static int ocfs2_local_alloc_slide_window(struct ocfs2_super *osb,
+                                         struct inode *local_alloc_inode);
+
+/*
+ * ocfs2_la_default_mb() - determine a default size, in megabytes of
+ * the local alloc.
+ *
+ * Generally, we'd like to pick as large a local alloc as
+ * possible. Performance on large workloads tends to scale
+ * proportionally to la size. In addition to that, the reservations
+ * code functions more efficiently as it can reserve more windows for
+ * write.
+ *
+ * Some things work against us when trying to choose a large local alloc:
+ *
+ * - We need to ensure our sizing is picked to leave enough space in
+ *   group descriptors for other allocations (such as block groups,
+ *   etc). Picking default sizes which are a multiple of 4 could help
+ *   - block groups are allocated in 2mb and 4mb chunks.
+ *
+ * - Likewise, we don't want to starve other nodes of bits on small
+ *   file systems. This can easily be taken care of by limiting our
+ *   default to a reasonable size (256M) on larger cluster sizes.
+ *
+ * - Some file systems can't support very large sizes - 4k and 8k in
+ *   particular are limited to less than 128 and 256 megabytes respectively.
+ *
+ * The following reference table shows group descriptor and local
+ * alloc maximums at various cluster sizes (4k blocksize)
+ *
+ * csize: 4K   group: 126M     la: 121M
+ * csize: 8K   group: 252M     la: 243M
+ * csize: 16K  group: 504M     la: 486M
+ * csize: 32K  group: 1008M    la: 972M
+ * csize: 64K  group: 2016M    la: 1944M
+ * csize: 128K group: 4032M    la: 3888M
+ * csize: 256K group: 8064M    la: 7776M
+ * csize: 512K group: 16128M   la: 15552M
+ * csize: 1024K        group: 32256M   la: 31104M
+ */
+#define        OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB 256
+#define        OCFS2_LA_OLD_DEFAULT    8
+unsigned int ocfs2_la_default_mb(struct ocfs2_super *osb)
+{
+       unsigned int la_mb;
+       unsigned int gd_mb;
+       unsigned int la_max_mb;
+       unsigned int megs_per_slot;
+       struct super_block *sb = osb->sb;
+
+       gd_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb,
+               8 * ocfs2_group_bitmap_size(sb, 0, osb->s_feature_incompat));
+
+       /*
+        * This takes care of files systems with very small group
+        * descriptors - 512 byte blocksize at cluster sizes lower
+        * than 16K and also 1k blocksize with 4k cluster size.
+        */
+       if ((sb->s_blocksize == 512 && osb->s_clustersize <= 8192)
+           || (sb->s_blocksize == 1024 && osb->s_clustersize == 4096))
+               return OCFS2_LA_OLD_DEFAULT;
+
+       /*
+        * Leave enough room for some block groups and make the final
+        * value we work from a multiple of 4.
+        */
+       gd_mb -= 16;
+       gd_mb &= 0xFFFFFFFB;
+
+       la_mb = gd_mb;
+
+       /*
+        * Keep window sizes down to a reasonable default
+        */
+       if (la_mb > OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB) {
+               /*
+                * Some clustersize / blocksize combinations will have
+                * given us a larger than OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB
+                * default size, but get poor distribution when
+                * limited to exactly 256 megabytes.
+                *
+                * As an example, 16K clustersize at 4K blocksize
+                * gives us a cluster group size of 504M. Paring the
+                * local alloc size down to 256 however, would give us
+                * only one window and around 200MB left in the
+                * cluster group. Instead, find the first size below
+                * 256 which would give us an even distribution.
+                *
+                * Larger cluster group sizes actually work out pretty
+                * well when pared to 256, so we don't have to do this
+                * for any group that fits more than two
+                * OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB windows.
+                */
+               if (gd_mb > (2 * OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB))
+                       la_mb = 256;
+               else {
+                       unsigned int gd_mult = gd_mb;
+
+                       while (gd_mult > 256)
+                               gd_mult = gd_mult >> 1;
+
+                       la_mb = gd_mult;
+               }
+       }
+
+       megs_per_slot = osb->osb_clusters_at_boot / osb->max_slots;
+       megs_per_slot = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb, megs_per_slot);
+       /* Too many nodes, too few disk clusters. */
+       if (megs_per_slot < la_mb)
+               la_mb = megs_per_slot;
+
+       /* We can't store more bits than we can in a block. */
+       la_max_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb,
+                                               ocfs2_local_alloc_size(sb) * 8);
+       if (la_mb > la_max_mb)
+               la_mb = la_max_mb;
+
+       return la_mb;
+}
+
+void ocfs2_la_set_sizes(struct ocfs2_super *osb, int requested_mb)
+{
+       struct super_block *sb = osb->sb;
+       unsigned int la_default_mb = ocfs2_la_default_mb(osb);
+       unsigned int la_max_mb;
+
+       la_max_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(sb,
+                                               ocfs2_local_alloc_size(sb) * 8);
+
+       trace_ocfs2_la_set_sizes(requested_mb, la_max_mb, la_default_mb);
+
+       if (requested_mb == -1) {
+               /* No user request - use defaults */
+               osb->local_alloc_default_bits =
+                       ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, la_default_mb);
+       } else if (requested_mb > la_max_mb) {
+               /* Request is too big, we give the maximum available */
+               osb->local_alloc_default_bits =
+                       ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, la_max_mb);
+       } else {
+               osb->local_alloc_default_bits =
+                       ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, requested_mb);
+       }
+
+       osb->local_alloc_bits = osb->local_alloc_default_bits;
+}
+
+static inline int ocfs2_la_state_enabled(struct ocfs2_super *osb)
+{
+       return (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_THROTTLED ||
+               osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_ENABLED);
+}
+
+void ocfs2_local_alloc_seen_free_bits(struct ocfs2_super *osb,
+                                     unsigned int num_clusters)
+{
+       spin_lock(&osb->osb_lock);
+       if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED ||
+           osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_THROTTLED)
+               if (num_clusters >= osb->local_alloc_default_bits) {
+                       cancel_delayed_work(&osb->la_enable_wq);
+                       osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
+               }
+       spin_unlock(&osb->osb_lock);
+}
+
+void ocfs2_la_enable_worker(struct work_struct *work)
+{
+       struct ocfs2_super *osb =
+               container_of(work, struct ocfs2_super,
+                            la_enable_wq.work);
+       spin_lock(&osb->osb_lock);
+       osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
+       spin_unlock(&osb->osb_lock);
+}
+
+/*
+ * Tell us whether a given allocation should use the local alloc
+ * file. Otherwise, it has to go to the main bitmap.
+ *
+ * This function does semi-dirty reads of local alloc size and state!
+ * This is ok however, as the values are re-checked once under mutex.
+ */
+int ocfs2_alloc_should_use_local(struct ocfs2_super *osb, u64 bits)
+{
+       int ret = 0;
+       int la_bits;
+
+       spin_lock(&osb->osb_lock);
+       la_bits = osb->local_alloc_bits;
+
+       if (!ocfs2_la_state_enabled(osb))
+               goto bail;
+
+       /* la_bits should be at least twice the size (in clusters) of
+        * a new block group. We want to be sure block group
+        * allocations go through the local alloc, so allow an
+        * allocation to take up to half the bitmap. */
+       if (bits > (la_bits / 2))
+               goto bail;
+
+       ret = 1;
+bail:
+       trace_ocfs2_alloc_should_use_local(
+            (unsigned long long)bits, osb->local_alloc_state, la_bits, ret);
+       spin_unlock(&osb->osb_lock);
+       return ret;
+}
+
+int ocfs2_load_local_alloc(struct ocfs2_super *osb)
+{
+       int status = 0;
+       struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
+       struct buffer_head *alloc_bh = NULL;
+       u32 num_used;
+       struct inode *inode = NULL;
+       struct ocfs2_local_alloc *la;
+
+       if (osb->local_alloc_bits == 0)
+               goto bail;
+
+       if (osb->local_alloc_bits >= osb->bitmap_cpg) {
+               mlog(ML_NOTICE, "Requested local alloc window %d is larger "
+                    "than max possible %u. Using defaults.\n",
+                    osb->local_alloc_bits, (osb->bitmap_cpg - 1));
+               osb->local_alloc_bits =
+                       ocfs2_megabytes_to_clusters(osb->sb,
+                                                   ocfs2_la_default_mb(osb));
+       }
+
+       /* read the alloc off disk */
+       inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb, LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
+                                           osb->slot_num);
+       if (!inode) {
+               status = -EINVAL;
+               mlog_errno(status);
+               goto bail;
+       }
+
+       status = ocfs2_read_inode_block_full(inode, &alloc_bh,
+                                            OCFS2_BH_IGNORE_CACHE);
+       if (status < 0) {
+               mlog_errno(status);
+               goto bail;
+       }
+
+       alloc = (struct ocfs2_dinode *) alloc_bh->b_data;
+       la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
+
+       if (!(le32_to_cpu(alloc->i_flags) &
+           (OCFS2_LOCAL_ALLOC_FL|OCFS2_BITMAP_FL))) {
+               mlog(ML_ERROR, "Invalid local alloc inode, %llu\n",
+                    (unsigned long long)OCFS2_I(inode)->ip_blkno);
+               status = -EINVAL;
+               goto bail;
+       }
+
+       if ((la->la_size == 0) ||
+           (le16_to_cpu(la->la_size) > ocfs2_local_alloc_size(inode->i_sb))) {
+               mlog(ML_ERROR, "Local alloc size is invalid (la_size = %u)\n",
+                    le16_to_cpu(la->la_size));
+               status = -EINVAL;
+               goto bail;
+       }
+
+       /* do a little verification. */
+       num_used = ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc);
+
+       /* hopefully the local alloc has always been recovered before
+        * we load it. */
+       if (num_used
+           || alloc->id1.bitmap1.i_used
+           || alloc->id1.bitmap1.i_total
+           || la->la_bm_off)
+               mlog(ML_ERROR, "Local alloc hasn't been recovered!\n"
+                    "found = %u, set = %u, taken = %u, off = %u\n",
+                    num_used, le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used),
+                    le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
+                    OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bm_off);
+
+       osb->local_alloc_bh = alloc_bh;
+       osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
+
+bail:
+       if (status < 0)
+               brelse(alloc_bh);
+       if (inode)
+               iput(inode);
+
+       trace_ocfs2_load_local_alloc(osb->local_alloc_bits);
+
+       if (status)
+               mlog_errno(status);
+       return status;
+}
+
+/*
+ * return any unused bits to the bitmap and write out a clean
+ * local_alloc.
+ *
+ * local_alloc_bh is optional. If not passed, we will simply use the
+ * one off osb. If you do pass it however, be warned that it *will* be
+ * returned brelse'd and NULL'd out.*/
+void ocfs2_shutdown_local_alloc(struct ocfs2_super *osb)
+{
+       int status;
+       handle_t *handle;
+       struct inode *local_alloc_inode = NULL;
+       struct buffer_head *bh = NULL;
+       struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
+       struct inode *main_bm_inode = NULL;
+       struct ocfs2_dinode *alloc_copy = NULL;
+       struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
+
+       cancel_delayed_work(&osb->la_enable_wq);
+       flush_workqueue(ocfs2_wq);
+
+       if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_UNUSED)
+               goto out;
+
+       local_alloc_inode =
+               ocfs2_get_system_file_inode(osb,
+                                           LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
+                                           osb->slot_num);
+       if (!local_alloc_inode) {
+               status = -ENOENT;
+               mlog_errno(status);
+               goto out;
+       }
+
+       osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_DISABLED;
+
+       ocfs2_resmap_uninit(&osb->osb_la_resmap);
+
+       main_bm_inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
+                                                   GLOBAL_BITMAP_SYSTEM_INODE,
+                                                   OCFS2_INVALID_SLOT);
+       if (!main_bm_inode) {
+               status = -EINVAL;
+               mlog_errno(status);
+               goto out;
+       }
+
+       mutex_lock(&main_bm_inode->i_mutex);
+
+       status = ocfs2_inode_lock(main_bm_inode, &main_bm_bh, 1);
+       if (status < 0) {
+               mlog_errno(status);
+               goto out_mutex;
+       }
+
+       /* WINDOW_MOVE_CREDITS is a bit heavy... */
+       handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
+       if (IS_ERR(handle)) {
+               mlog_errno(PTR_ERR(handle));
+               handle = NULL;
+               goto out_unlock;
+       }
+
+       bh = osb->local_alloc_bh;
+       alloc = (struct ocfs2_dinode *) bh->b_data;
+
+       alloc_copy = kmalloc(bh->b_size, GFP_NOFS);
+       if (!alloc_copy) {
+               status = -ENOMEM;
+               goto out_commit;
+       }
+       memcpy(alloc_copy, alloc, bh->b_size);
+
+       status = ocfs2_journal_access_di(handle, INODE_CACHE(local_alloc_inode),
+                                        bh, OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
+       if (status < 0) {
+               mlog_errno(status);
+               goto out_commit;
+       }
+
+       ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
+       ocfs2_journal_dirty(handle, bh);
+
+       brelse(bh);
+       osb->local_alloc_bh = NULL;
+       osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_UNUSED;
+
+       status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc_copy,
+                                         main_bm_inode, main_bm_bh);
+       if (status < 0)
+               mlog_errno(status);
+
+out_commit:
+       ocfs2_commit_trans(osb, handle);
+
+out_unlock:
+       brelse(main_bm_bh);
+
+       ocfs2_inode_unlock(main_bm_inode, 1);
+
+out_mutex:
+       mutex_unlock(&main_bm_inode->i_mutex);
+       iput(main_bm_inode);
+
+out:
+       if (local_alloc_inode)
+               iput(local_alloc_inode);
+
+       kfree(alloc_copy);
+}
+
+/*
+ * We want to free the bitmap bits outside of any recovery context as
+ * we'll need a cluster lock to do so, but we must clear the local
+ * alloc before giving up the recovered nodes journal. To solve this,
+ * we kmalloc a copy of the local alloc before it's change for the
+ * caller to process with ocfs2_complete_local_alloc_recovery
+ */
+int ocfs2_begin_local_alloc_recovery(struct ocfs2_super *osb,
+                                    int slot_num,
+                                    struct ocfs2_dinode **alloc_copy)
+{
+       int status = 0;
+       struct buffer_head *alloc_bh = NULL;
+       struct inode *inode = NULL;
+       struct ocfs2_dinode *alloc;
+
+       trace_ocfs2_begin_local_alloc_recovery(slot_num);
+
+       *alloc_copy = NULL;
+
+       inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
+                                           LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
+                                           slot_num);
+       if (!inode) {
+               status = -EINVAL;
+               mlog_errno(status);
+               goto bail;
+       }
+
+       mutex_lock(&inode->i_mutex);
+
+       status = ocfs2_read_inode_block_full(inode, &alloc_bh,
+                                            OCFS2_BH_IGNORE_CACHE);
+       if (status < 0) {
+               mlog_errno(status);
+               goto bail;
+       }
+
+       *alloc_copy = kmalloc(alloc_bh->b_size, GFP_KERNEL);
+       if (!(*alloc_copy)) {
+               status = -ENOMEM;
+               goto bail;
+       }
+       memcpy((*alloc_copy), alloc_bh->b_data, alloc_bh->b_size);
+
+       alloc = (struct ocfs2_dinode *) alloc_bh->b_data;
+       ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
+
+       ocfs2_compute_meta_ecc(osb->sb, alloc_bh->b_data, &alloc->i_check);
+       status = ocfs2_write_block(osb, alloc_bh, INODE_CACHE(inode));
+       if (status < 0)
+               mlog_errno(status);
+
+bail:
+       if (status < 0) {
+               kfree(*alloc_copy);
+               *alloc_copy = NULL;
+       }
+
+       brelse(alloc_bh);
+
+       if (inode) {
+               mutex_unlock(&inode->i_mutex);
+               iput(inode);
+       }
+
+       if (status)
+               mlog_errno(status);
+       return status;
+}
+
+/*
+ * Step 2: By now, we've completed the journal recovery, we've stamped
+ * a clean local alloc on disk and dropped the node out of the
+ * recovery map. Dlm locks will no longer stall, so lets clear out the
+ * main bitmap.
+ */
+int ocfs2_complete_local_alloc_recovery(struct ocfs2_super *osb,
+                                       struct ocfs2_dinode *alloc)
+{
+       int status;
+       handle_t *handle;
+       struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
+       struct inode *main_bm_inode;
+
+       main_bm_inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
+                                                   GLOBAL_BITMAP_SYSTEM_INODE,
+                                                   OCFS2_INVALID_SLOT);
+       if (!main_bm_inode) {
+               status = -EINVAL;
+               mlog_errno(status);
+               goto out;
+       }
+
+       mutex_lock(&main_bm_inode->i_mutex);
+
+       status = ocfs2_inode_lock(main_bm_inode, &main_bm_bh, 1);
+       if (status < 0) {
+               mlog_errno(status);
+               goto out_mutex;
+       }
+
+       handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
+       if (IS_ERR(handle)) {
+               status = PTR_ERR(handle);
+               handle = NULL;
+               mlog_errno(status);
+               goto out_unlock;
+       }
+
+       /* we want the bitmap change to be recorded on disk asap */
+       handle->h_sync = 1;
+
+       status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc,
+                                         main_bm_inode, main_bm_bh);
+       if (status < 0)
+               mlog_errno(status);
+
+       ocfs2_commit_trans(osb, handle);
+
+out_unlock:
+       ocfs2_inode_unlock(main_bm_inode, 1);
+
+out_mutex:
+       mutex_unlock(&main_bm_inode->i_mutex);
+
+       brelse(main_bm_bh);
+
+       iput(main_bm_inode);
+
+out:
+       if (!status)
+               ocfs2_init_steal_slots(osb);
+       if (status)
+               mlog_errno(status);
+       return status;
+}
+
+/*
+ * make sure we've got at least bits_wanted contiguous bits in the
+ * local alloc. You lose them when you drop i_mutex.
+ *
+ * We will add ourselves to the transaction passed in, but may start
+ * our own in order to shift windows.
+ */
+int ocfs2_reserve_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
+                                  u32 bits_wanted,
+                                  struct ocfs2_alloc_context *ac)
+{
+       int status;
+       struct ocfs2_dinode *alloc;
+       struct inode *local_alloc_inode;
+       unsigned int free_bits;
+
+       BUG_ON(!ac);
+
+       local_alloc_inode =
+               ocfs2_get_system_file_inode(osb,
+                                           LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
+                                           osb->slot_num);
+       if (!local_alloc_inode) {
+               status = -ENOENT;
+               mlog_errno(status);
+               goto bail;
+       }
+
+       mutex_lock(&local_alloc_inode->i_mutex);
+
+       /*
+        * We must double check state and allocator bits because
+        * another process may have changed them while holding i_mutex.
+        */
+       spin_lock(&osb->osb_lock);
+       if (!ocfs2_la_state_enabled(osb) ||
+           (bits_wanted > osb->local_alloc_bits)) {
+               spin_unlock(&osb->osb_lock);
+               status = -ENOSPC;
+               goto bail;
+       }
+       spin_unlock(&osb->osb_lock);
+
+       alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
+
+#ifdef CONFIG_OCFS2_DEBUG_FS
+       if (le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used) !=
+           ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc)) {
+               ocfs2_error(osb->sb, "local alloc inode %llu says it has "
+                           "%u used bits, but a count shows %u",
+                           (unsigned long long)le64_to_cpu(alloc->i_blkno),
+                           le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used),
+                           ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc));
+               status = -EIO;
+               goto bail;
+       }
+#endif
+
+       free_bits = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total) -
+               le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used);
+       if (bits_wanted > free_bits) {
+               /* uhoh, window change time. */
+               status =
+                       ocfs2_local_alloc_slide_window(osb, local_alloc_inode);
+               if (status < 0) {
+                       if (status != -ENOSPC)
+                               mlog_errno(status);
+                       goto bail;
+               }
+
+               /*
+                * Under certain conditions, the window slide code
+                * might have reduced the number of bits available or
+                * disabled the the local alloc entirely. Re-check
+                * here and return -ENOSPC if necessary.
+                */
+               status = -ENOSPC;
+               if (!ocfs2_la_state_enabled(osb))
+                       goto bail;
+
+               free_bits = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total) -
+                       le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used);
+               if (bits_wanted > free_bits)
+                       goto bail;
+       }
+
+       ac->ac_inode = local_alloc_inode;
+       /* We should never use localalloc from another slot */
+       ac->ac_alloc_slot = osb->slot_num;
+       ac->ac_which = OCFS2_AC_USE_LOCAL;
+       get_bh(osb->local_alloc_bh);
+       ac->ac_bh = osb->local_alloc_bh;
+       status = 0;
+bail:
+       if (status < 0 && local_alloc_inode) {
+               mutex_unlock(&local_alloc_inode->i_mutex);
+               iput(local_alloc_inode);
+       }
+
+       trace_ocfs2_reserve_local_alloc_bits(
+               (unsigned long long)ac->ac_max_block,
+               bits_wanted, osb->slot_num, status);
+
+       if (status)
+               mlog_errno(status);
+       return status;
+}
+
+int ocfs2_claim_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
+                                handle_t *handle,
+                                struct ocfs2_alloc_context *ac,
+                                u32 bits_wanted,
+                                u32 *bit_off,
+                                u32 *num_bits)
+{
+       int status, start;
+       struct inode *local_alloc_inode;
+       void *bitmap;
+       struct ocfs2_dinode *alloc;
+       struct ocfs2_local_alloc *la;
+
+       BUG_ON(ac->ac_which != OCFS2_AC_USE_LOCAL);
+
+       local_alloc_inode = ac->ac_inode;
+       alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
+       la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
+
+       start = ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(osb, alloc, &bits_wanted,
+                                                 ac->ac_resv);
+       if (start == -1) {
+               /* TODO: Shouldn't we just BUG here? */
+               status = -ENOSPC;
+               mlog_errno(status);
+               goto bail;
+       }
+
+       bitmap = la->la_bitmap;
+       *bit_off = le32_to_cpu(la->la_bm_off) + start;
+       *num_bits = bits_wanted;
+
+       status = ocfs2_journal_access_di(handle,
+                                        INODE_CACHE(local_alloc_inode),
+                                        osb->local_alloc_bh,
+                                        OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
+       if (status < 0) {
+               mlog_errno(status);
+               goto bail;
+       }
+
+       ocfs2_resmap_claimed_bits(&osb->osb_la_resmap, ac->ac_resv, start,
+                                 bits_wanted);
+
+       while(bits_wanted--)
+               ocfs2_set_bit(start++, bitmap);
+
+       le32_add_cpu(&alloc->id1.bitmap1.i_used, *num_bits);
+       ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
+
+bail:
+       if (status)
+               mlog_errno(status);
+       return status;
+}
+
+int ocfs2_free_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
+                               handle_t *handle,
+                               struct ocfs2_alloc_context *ac,
+                               u32 bit_off,
+                               u32 num_bits)
+{
+       int status, start;
+       u32 clear_bits;
+       struct inode *local_alloc_inode;
+       void *bitmap;
+       struct ocfs2_dinode *alloc;
+       struct ocfs2_local_alloc *la;
+
+       BUG_ON(ac->ac_which != OCFS2_AC_USE_LOCAL);
+
+       local_alloc_inode = ac->ac_inode;
+       alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
+       la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
+
+       bitmap = la->la_bitmap;
+       start = bit_off - le32_to_cpu(la->la_bm_off);
+       clear_bits = num_bits;
+
+       status = ocfs2_journal_access_di(handle,
+                       INODE_CACHE(local_alloc_inode),
+                       osb->local_alloc_bh,
+                       OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
+       if (status < 0) {
+               mlog_errno(status);
+               goto bail;
+       }
+
+       while (clear_bits--)
+               ocfs2_clear_bit(start++, bitmap);
+
+       le32_add_cpu(&alloc->id1.bitmap1.i_used, -num_bits);
+       ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
+
+bail:
+       return status;
+}
+
+static u32 ocfs2_local_alloc_count_bits(struct ocfs2_dinode *alloc)
+{
+       u32 count;
+       struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
+
+       count = memweight(la->la_bitmap, le16_to_cpu(la->la_size));
+
+       trace_ocfs2_local_alloc_count_bits(count);
+       return count;
+}
+
+static int ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(struct ocfs2_super *osb,
+                                    struct ocfs2_dinode *alloc,
+                                    u32 *numbits,
+                                    struct ocfs2_alloc_reservation *resv)
+{
+       int numfound = 0, bitoff, left, startoff, lastzero;
+       int local_resv = 0;
+       struct ocfs2_alloc_reservation r;
+       void *bitmap = NULL;
+       struct ocfs2_reservation_map *resmap = &osb->osb_la_resmap;
+
+       if (!alloc->id1.bitmap1.i_total) {
+               bitoff = -1;
+               goto bail;
+       }
+
+       if (!resv) {
+               local_resv = 1;
+               ocfs2_resv_init_once(&r);
+               ocfs2_resv_set_type(&r, OCFS2_RESV_FLAG_TMP);
+               resv = &r;
+       }
+
+       numfound = *numbits;
+       if (ocfs2_resmap_resv_bits(resmap, resv, &bitoff, &numfound) == 0) {
+               if (numfound < *numbits)
+                       *numbits = numfound;
+               goto bail;
+       }
+
+       /*
+        * Code error. While reservations are enabled, local
+        * allocation should _always_ go through them.
+        */
+       BUG_ON(osb->osb_resv_level != 0);
+
+       /*
+        * Reservations are disabled. Handle this the old way.
+        */
+
+       bitmap = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap;
+
+       numfound = bitoff = startoff = 0;
+       lastzero = -1;
+       left = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total);
+       while ((bitoff = ocfs2_find_next_zero_bit(bitmap, left, startoff)) != -1) {
+               if (bitoff == left) {
+                       /* mlog(0, "bitoff (%d) == left", bitoff); */
+                       break;
+               }
+               /* mlog(0, "Found a zero: bitoff = %d, startoff = %d, "
+                  "numfound = %d\n", bitoff, startoff, numfound);*/
+
+               /* Ok, we found a zero bit... is it contig. or do we
+                * start over?*/
+               if (bitoff == startoff) {
+                       /* we found a zero */
+                       numfound++;
+                       startoff++;
+               } else {
+                       /* got a zero after some ones */
+                       numfound = 1;
+                       startoff = bitoff+1;
+               }
+               /* we got everything we needed */
+               if (numfound == *numbits) {
+                       /* mlog(0, "Found it all!\n"); */
+                       break;
+               }
+       }
+
+       trace_ocfs2_local_alloc_find_clear_bits_search_bitmap(bitoff, numfound);
+
+       if (numfound == *numbits)
+               bitoff = startoff - numfound;
+       else
+               bitoff = -1;
+
+bail:
+       if (local_resv)
+               ocfs2_resv_discard(resmap, resv);
+
+       trace_ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(*numbits,
+               le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
+               bitoff, numfound);
+
+       return bitoff;
+}
+
+static void ocfs2_clear_local_alloc(struct ocfs2_dinode *alloc)
+{
+       struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
+       int i;
+
+       alloc->id1.bitmap1.i_total = 0;
+       alloc->id1.bitmap1.i_used = 0;
+       la->la_bm_off = 0;
+       for(i = 0; i < le16_to_cpu(la->la_size); i++)
+               la->la_bitmap[i] = 0;
+}
+
+#if 0
+/* turn this on and uncomment below to aid debugging window shifts. */
+static void ocfs2_verify_zero_bits(unsigned long *bitmap,
+                                  unsigned int start,
+                                  unsigned int count)
+{
+       unsigned int tmp = count;
+       while(tmp--) {
+               if (ocfs2_test_bit(start + tmp, bitmap)) {
+                       printk("ocfs2_verify_zero_bits: start = %u, count = "
+                              "%u\n", start, count);
+                       printk("ocfs2_verify_zero_bits: bit %u is set!",
+                              start + tmp);
+                       BUG();
+               }
+       }
+}
+#endif
+
+/*
+ * sync the local alloc to main bitmap.
+ *
+ * assumes you've already locked the main bitmap -- the bitmap inode
+ * passed is used for caching.
+ */
+static int ocfs2_sync_local_to_main(struct ocfs2_super *osb,
+                                   handle_t *handle,
+                                   struct ocfs2_dinode *alloc,
+                                   struct inode *main_bm_inode,
+                                   struct buffer_head *main_bm_bh)
+{
+       int status = 0;
+       int bit_off, left, count, start;
+       u64 la_start_blk;
+       u64 blkno;
+       void *bitmap;
+       struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
+
+       trace_ocfs2_sync_local_to_main(
+            le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
+            le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used));
+
+       if (!alloc->id1.bitmap1.i_total) {
+               goto bail;
+       }
+
+       if (le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used) ==
+           le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total)) {
+               goto bail;
+       }
+
+       la_start_blk = ocfs2_clusters_to_blocks(osb->sb,
+                                               le32_to_cpu(la->la_bm_off));
+       bitmap = la->la_bitmap;
+       start = count = bit_off = 0;
+       left = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total);
+
+       while ((bit_off = ocfs2_find_next_zero_bit(bitmap, left, start))
+              != -1) {
+               if ((bit_off < left) && (bit_off == start)) {
+                       count++;
+                       start++;
+                       continue;
+               }
+               if (count) {
+                       blkno = la_start_blk +
+                               ocfs2_clusters_to_blocks(osb->sb,
+                                                        start - count);
+
+                       trace_ocfs2_sync_local_to_main_free(
+                            count, start - count,
+                            (unsigned long long)la_start_blk,
+                            (unsigned long long)blkno);
+
+                       status = ocfs2_release_clusters(handle,
+                                                       main_bm_inode,
+                                                       main_bm_bh, blkno,
+                                                       count);
+                       if (status < 0) {
+                               mlog_errno(status);
+                               goto bail;
+                       }
+               }
+               if (bit_off >= left)
+                       break;
+               count = 1;
+               start = bit_off + 1;
+       }
+
+bail:
+       if (status)
+               mlog_errno(status);
+       return status;
+}
+
+enum ocfs2_la_event {
+       OCFS2_LA_EVENT_SLIDE,           /* Normal window slide. */
+       OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED,      /* The global bitmap has
+                                        * enough bits theoretically
+                                        * free, but a contiguous
+                                        * allocation could not be
+                                        * found. */
+       OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC,          /* Global bitmap doesn't have
+                                        * enough bits free to satisfy
+                                        * our request. */
+};
+#define OCFS2_LA_ENABLE_INTERVAL (30 * HZ)
+/*
+ * Given an event, calculate the size of our next local alloc window.
+ *
+ * This should always be called under i_mutex of the local alloc inode
+ * so that local alloc disabling doesn't race with processes trying to
+ * use the allocator.
+ *
+ * Returns the state which the local alloc was left in. This value can
+ * be ignored by some paths.
+ */
+static int ocfs2_recalc_la_window(struct ocfs2_super *osb,
+                                 enum ocfs2_la_event event)
+{
+       unsigned int bits;
+       int state;
+
+       spin_lock(&osb->osb_lock);
+       if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED) {
+               WARN_ON_ONCE(osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED);
+               goto out_unlock;
+       }
+
+       /*
+        * ENOSPC and fragmentation are treated similarly for now.
+        */
+       if (event == OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC ||
+           event == OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED) {
+               /*
+                * We ran out of contiguous space in the primary
+                * bitmap. Drastically reduce the number of bits used
+                * by local alloc until we have to disable it.
+                */
+               bits = osb->local_alloc_bits >> 1;
+               if (bits > ocfs2_megabytes_to_clusters(osb->sb, 1)) {
+                       /*
+                        * By setting state to THROTTLED, we'll keep
+                        * the number of local alloc bits used down
+                        * until an event occurs which would give us
+                        * reason to assume the bitmap situation might
+                        * have changed.
+                        */
+                       osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_THROTTLED;
+                       osb->local_alloc_bits = bits;
+               } else {
+                       osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_DISABLED;
+               }
+               queue_delayed_work(ocfs2_wq, &osb->la_enable_wq,
+                                  OCFS2_LA_ENABLE_INTERVAL);
+               goto out_unlock;
+       }
+
+       /*
+        * Don't increase the size of the local alloc window until we
+        * know we might be able to fulfill the request. Otherwise, we
+        * risk bouncing around the global bitmap during periods of
+        * low space.
+        */
+       if (osb->local_alloc_state != OCFS2_LA_THROTTLED)
+               osb->local_alloc_bits = osb->local_alloc_default_bits;
+
+out_unlock:
+       state = osb->local_alloc_state;
+       spin_unlock(&osb->osb_lock);
+
+       return state;
+}
+
+static int ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(struct ocfs2_super *osb,
+                                               struct ocfs2_alloc_context **ac,
+                                               struct inode **bitmap_inode,
+                                               struct buffer_head **bitmap_bh)
+{
+       int status;
+
+       *ac = kzalloc(sizeof(struct ocfs2_alloc_context), GFP_KERNEL);
+       if (!(*ac)) {
+               status = -ENOMEM;
+               mlog_errno(status);
+               goto bail;
+       }
+
+retry_enospc:
+       (*ac)->ac_bits_wanted = osb->local_alloc_bits;
+       status = ocfs2_reserve_cluster_bitmap_bits(osb, *ac);
+       if (status == -ENOSPC) {
+               if (ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC) ==
+                   OCFS2_LA_DISABLED)
+                       goto bail;
+
+               ocfs2_free_ac_resource(*ac);
+               memset(*ac, 0, sizeof(struct ocfs2_alloc_context));
+               goto retry_enospc;
+       }
+       if (status < 0) {
+               mlog_errno(status);
+               goto bail;
+       }
+
+       *bitmap_inode = (*ac)->ac_inode;
+       igrab(*bitmap_inode);
+       *bitmap_bh = (*ac)->ac_bh;
+       get_bh(*bitmap_bh);
+       status = 0;
+bail:
+       if ((status < 0) && *ac) {
+               ocfs2_free_alloc_context(*ac);
+               *ac = NULL;
+       }
+
+       if (status)
+               mlog_errno(status);
+       return status;
+}
+
+/*
+ * pass it the bitmap lock in lock_bh if you have it.
+ */
+static int ocfs2_local_alloc_new_window(struct ocfs2_super *osb,
+                                       handle_t *handle,
+                                       struct ocfs2_alloc_context *ac)
+{
+       int status = 0;
+       u32 cluster_off, cluster_count;
+       struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
+       struct ocfs2_local_alloc *la;
+
+       alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
+       la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
+
+       trace_ocfs2_local_alloc_new_window(
+               le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
+               osb->local_alloc_bits);
+
+       /* Instruct the allocation code to try the most recently used
+        * cluster group. We'll re-record the group used this pass
+        * below. */
+       ac->ac_last_group = osb->la_last_gd;
+
+       /* we used the generic suballoc reserve function, but we set
+        * everything up nicely, so there's no reason why we can't use
+        * the more specific cluster api to claim bits. */
+       status = ocfs2_claim_clusters(handle, ac, osb->local_alloc_bits,
+                                     &cluster_off, &cluster_count);
+       if (status == -ENOSPC) {
+retry_enospc:
+               /*
+                * Note: We could also try syncing the journal here to
+                * allow use of any free bits which the current
+                * transaction can't give us access to. --Mark
+                */
+               if (ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED) ==
+                   OCFS2_LA_DISABLED)
+                       goto bail;
+
+               ac->ac_bits_wanted = osb->local_alloc_bits;
+               status = ocfs2_claim_clusters(handle, ac,
+                                             osb->local_alloc_bits,
+                                             &cluster_off,
+                                             &cluster_count);
+               if (status == -ENOSPC)
+                       goto retry_enospc;
+               /*
+                * We only shrunk the *minimum* number of in our
+                * request - it's entirely possible that the allocator
+                * might give us more than we asked for.
+                */
+               if (status == 0) {
+                       spin_lock(&osb->osb_lock);
+                       osb->local_alloc_bits = cluster_count;
+                       spin_unlock(&osb->osb_lock);
+               }
+       }
+       if (status < 0) {
+               if (status != -ENOSPC)
+                       mlog_errno(status);
+               goto bail;
+       }
+
+       osb->la_last_gd = ac->ac_last_group;
+
+       la->la_bm_off = cpu_to_le32(cluster_off);
+       alloc->id1.bitmap1.i_total = cpu_to_le32(cluster_count);
+       /* just in case... In the future when we find space ourselves,
+        * we don't have to get all contiguous -- but we'll have to
+        * set all previously used bits in bitmap and update
+        * la_bits_set before setting the bits in the main bitmap. */
+       alloc->id1.bitmap1.i_used = 0;
+       memset(OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap, 0,
+              le16_to_cpu(la->la_size));
+
+       ocfs2_resmap_restart(&osb->osb_la_resmap, cluster_count,
+                            OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap);
+
+       trace_ocfs2_local_alloc_new_window_result(
+               OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bm_off,
+               le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total));
+
+bail:
+       if (status)
+               mlog_errno(status);
+       return status;
+}
+
+/* Note that we do *NOT* lock the local alloc inode here as
+ * it's been locked already for us. */
+static int ocfs2_local_alloc_slide_window(struct ocfs2_super *osb,
+                                         struct inode *local_alloc_inode)
+{
+       int status = 0;
+       struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
+       struct inode *main_bm_inode = NULL;
+       handle_t *handle = NULL;
+       struct ocfs2_dinode *alloc;
+       struct ocfs2_dinode *alloc_copy = NULL;
+       struct ocfs2_alloc_context *ac = NULL;
+
+       ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_SLIDE);
+
+       /* This will lock the main bitmap for us. */
+       status = ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(osb,
+                                                     &ac,
+                                                     &main_bm_inode,
+                                                     &main_bm_bh);
+       if (status < 0) {
+               if (status != -ENOSPC)
+                       mlog_errno(status);
+               goto bail;
+       }
+
+       handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
+       if (IS_ERR(handle)) {
+               status = PTR_ERR(handle);
+               handle = NULL;
+               mlog_errno(status);
+               goto bail;
+       }
+
+       alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
+
+       /* We want to clear the local alloc before doing anything
+        * else, so that if we error later during this operation,
+        * local alloc shutdown won't try to double free main bitmap
+        * bits. Make a copy so the sync function knows which bits to
+        * free. */
+       alloc_copy = kmalloc(osb->local_alloc_bh->b_size, GFP_NOFS);
+       if (!alloc_copy) {
+               status = -ENOMEM;
+               mlog_errno(status);
+               goto bail;
+       }
+       memcpy(alloc_copy, alloc, osb->local_alloc_bh->b_size);
+
+       status = ocfs2_journal_access_di(handle,
+                                        INODE_CACHE(local_alloc_inode),
+                                        osb->local_alloc_bh,
+                                        OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
+       if (status < 0) {
+               mlog_errno(status);
+               goto bail;
+       }
+
+       ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
+       ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
+
+       status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc_copy,
+                                         main_bm_inode, main_bm_bh);
+       if (status < 0) {
+               mlog_errno(status);
+               goto bail;
+       }
+
+       status = ocfs2_local_alloc_new_window(osb, handle, ac);
+       if (status < 0) {
+               if (status != -ENOSPC)
+                       mlog_errno(status);
+               goto bail;
+       }
+
+       atomic_inc(&osb->alloc_stats.moves);
+
+bail:
+       if (handle)
+               ocfs2_commit_trans(osb, handle);
+
+       brelse(main_bm_bh);
+
+       if (main_bm_inode)
+               iput(main_bm_inode);
+
+       kfree(alloc_copy);
+
+       if (ac)
+               ocfs2_free_alloc_context(ac);
+
+       if (status)
+               mlog_errno(status);
+       return status;
+}
+