GNU Linux-libre 4.19.286-gnu1
[releases.git] / fs / ntfs / mft.c
1 /**
2  * mft.c - NTFS kernel mft record operations. Part of the Linux-NTFS project.
3  *
4  * Copyright (c) 2001-2012 Anton Altaparmakov and Tuxera Inc.
5  * Copyright (c) 2002 Richard Russon
6  *
7  * This program/include file is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU General Public License as published
9  * by the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10  * (at your option) any later version.
11  *
12  * This program/include file is distributed in the hope that it will be
13  * useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
14  * of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15  * GNU General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
18  * along with this program (in the main directory of the Linux-NTFS
19  * distribution in the file COPYING); if not, write to the Free Software
20  * Foundation,Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
21  */
22
23 #include <linux/buffer_head.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/swap.h>
26 #include <linux/bio.h>
27
28 #include "attrib.h"
29 #include "aops.h"
30 #include "bitmap.h"
31 #include "debug.h"
32 #include "dir.h"
33 #include "lcnalloc.h"
34 #include "malloc.h"
35 #include "mft.h"
36 #include "ntfs.h"
37
38 #define MAX_BHS (PAGE_SIZE / NTFS_BLOCK_SIZE)
39
40 /**
41  * map_mft_record_page - map the page in which a specific mft record resides
42  * @ni:         ntfs inode whose mft record page to map
43  *
44  * This maps the page in which the mft record of the ntfs inode @ni is situated
45  * and returns a pointer to the mft record within the mapped page.
46  *
47  * Return value needs to be checked with IS_ERR() and if that is true PTR_ERR()
48  * contains the negative error code returned.
49  */
50 static inline MFT_RECORD *map_mft_record_page(ntfs_inode *ni)
51 {
52         loff_t i_size;
53         ntfs_volume *vol = ni->vol;
54         struct inode *mft_vi = vol->mft_ino;
55         struct page *page;
56         unsigned long index, end_index;
57         unsigned ofs;
58
59         BUG_ON(ni->page);
60         /*
61          * The index into the page cache and the offset within the page cache
62          * page of the wanted mft record. FIXME: We need to check for
63          * overflowing the unsigned long, but I don't think we would ever get
64          * here if the volume was that big...
65          */
66         index = (u64)ni->mft_no << vol->mft_record_size_bits >>
67                         PAGE_SHIFT;
68         ofs = (ni->mft_no << vol->mft_record_size_bits) & ~PAGE_MASK;
69
70         i_size = i_size_read(mft_vi);
71         /* The maximum valid index into the page cache for $MFT's data. */
72         end_index = i_size >> PAGE_SHIFT;
73
74         /* If the wanted index is out of bounds the mft record doesn't exist. */
75         if (unlikely(index >= end_index)) {
76                 if (index > end_index || (i_size & ~PAGE_MASK) < ofs +
77                                 vol->mft_record_size) {
78                         page = ERR_PTR(-ENOENT);
79                         ntfs_error(vol->sb, "Attempt to read mft record 0x%lx, "
80                                         "which is beyond the end of the mft.  "
81                                         "This is probably a bug in the ntfs "
82                                         "driver.", ni->mft_no);
83                         goto err_out;
84                 }
85         }
86         /* Read, map, and pin the page. */
87         page = ntfs_map_page(mft_vi->i_mapping, index);
88         if (likely(!IS_ERR(page))) {
89                 /* Catch multi sector transfer fixup errors. */
90                 if (likely(ntfs_is_mft_recordp((le32*)(page_address(page) +
91                                 ofs)))) {
92                         ni->page = page;
93                         ni->page_ofs = ofs;
94                         return page_address(page) + ofs;
95                 }
96                 ntfs_error(vol->sb, "Mft record 0x%lx is corrupt.  "
97                                 "Run chkdsk.", ni->mft_no);
98                 ntfs_unmap_page(page);
99                 page = ERR_PTR(-EIO);
100                 NVolSetErrors(vol);
101         }
102 err_out:
103         ni->page = NULL;
104         ni->page_ofs = 0;
105         return (void*)page;
106 }
107
108 /**
109  * map_mft_record - map, pin and lock an mft record
110  * @ni:         ntfs inode whose MFT record to map
111  *
112  * First, take the mrec_lock mutex.  We might now be sleeping, while waiting
113  * for the mutex if it was already locked by someone else.
114  *
115  * The page of the record is mapped using map_mft_record_page() before being
116  * returned to the caller.
117  *
118  * This in turn uses ntfs_map_page() to get the page containing the wanted mft
119  * record (it in turn calls read_cache_page() which reads it in from disk if
120  * necessary, increments the use count on the page so that it cannot disappear
121  * under us and returns a reference to the page cache page).
122  *
123  * If read_cache_page() invokes ntfs_readpage() to load the page from disk, it
124  * sets PG_locked and clears PG_uptodate on the page. Once I/O has completed
125  * and the post-read mst fixups on each mft record in the page have been
126  * performed, the page gets PG_uptodate set and PG_locked cleared (this is done
127  * in our asynchronous I/O completion handler end_buffer_read_mft_async()).
128  * ntfs_map_page() waits for PG_locked to become clear and checks if
129  * PG_uptodate is set and returns an error code if not. This provides
130  * sufficient protection against races when reading/using the page.
131  *
132  * However there is the write mapping to think about. Doing the above described
133  * checking here will be fine, because when initiating the write we will set
134  * PG_locked and clear PG_uptodate making sure nobody is touching the page
135  * contents. Doing the locking this way means that the commit to disk code in
136  * the page cache code paths is automatically sufficiently locked with us as
137  * we will not touch a page that has been locked or is not uptodate. The only
138  * locking problem then is them locking the page while we are accessing it.
139  *
140  * So that code will end up having to own the mrec_lock of all mft
141  * records/inodes present in the page before I/O can proceed. In that case we
142  * wouldn't need to bother with PG_locked and PG_uptodate as nobody will be
143  * accessing anything without owning the mrec_lock mutex.  But we do need to
144  * use them because of the read_cache_page() invocation and the code becomes so
145  * much simpler this way that it is well worth it.
146  *
147  * The mft record is now ours and we return a pointer to it. You need to check
148  * the returned pointer with IS_ERR() and if that is true, PTR_ERR() will return
149  * the error code.
150  *
151  * NOTE: Caller is responsible for setting the mft record dirty before calling
152  * unmap_mft_record(). This is obviously only necessary if the caller really
153  * modified the mft record...
154  * Q: Do we want to recycle one of the VFS inode state bits instead?
155  * A: No, the inode ones mean we want to change the mft record, not we want to
156  * write it out.
157  */
158 MFT_RECORD *map_mft_record(ntfs_inode *ni)
159 {
160         MFT_RECORD *m;
161
162         ntfs_debug("Entering for mft_no 0x%lx.", ni->mft_no);
163
164         /* Make sure the ntfs inode doesn't go away. */
165         atomic_inc(&ni->count);
166
167         /* Serialize access to this mft record. */
168         mutex_lock(&ni->mrec_lock);
169
170         m = map_mft_record_page(ni);
171         if (likely(!IS_ERR(m)))
172                 return m;
173
174         mutex_unlock(&ni->mrec_lock);
175         atomic_dec(&ni->count);
176         ntfs_error(ni->vol->sb, "Failed with error code %lu.", -PTR_ERR(m));
177         return m;
178 }
179
180 /**
181  * unmap_mft_record_page - unmap the page in which a specific mft record resides
182  * @ni:         ntfs inode whose mft record page to unmap
183  *
184  * This unmaps the page in which the mft record of the ntfs inode @ni is
185  * situated and returns. This is a NOOP if highmem is not configured.
186  *
187  * The unmap happens via ntfs_unmap_page() which in turn decrements the use
188  * count on the page thus releasing it from the pinned state.
189  *
190  * We do not actually unmap the page from memory of course, as that will be
191  * done by the page cache code itself when memory pressure increases or
192  * whatever.
193  */
194 static inline void unmap_mft_record_page(ntfs_inode *ni)
195 {
196         BUG_ON(!ni->page);
197
198         // TODO: If dirty, blah...
199         ntfs_unmap_page(ni->page);
200         ni->page = NULL;
201         ni->page_ofs = 0;
202         return;
203 }
204
205 /**
206  * unmap_mft_record - release a mapped mft record
207  * @ni:         ntfs inode whose MFT record to unmap
208  *
209  * We release the page mapping and the mrec_lock mutex which unmaps the mft
210  * record and releases it for others to get hold of. We also release the ntfs
211  * inode by decrementing the ntfs inode reference count.
212  *
213  * NOTE: If caller has modified the mft record, it is imperative to set the mft
214  * record dirty BEFORE calling unmap_mft_record().
215  */
216 void unmap_mft_record(ntfs_inode *ni)
217 {
218         struct page *page = ni->page;
219
220         BUG_ON(!page);
221
222         ntfs_debug("Entering for mft_no 0x%lx.", ni->mft_no);
223
224         unmap_mft_record_page(ni);
225         mutex_unlock(&ni->mrec_lock);
226         atomic_dec(&ni->count);
227         /*
228          * If pure ntfs_inode, i.e. no vfs inode attached, we leave it to
229          * ntfs_clear_extent_inode() in the extent inode case, and to the
230          * caller in the non-extent, yet pure ntfs inode case, to do the actual
231          * tear down of all structures and freeing of all allocated memory.
232          */
233         return;
234 }
235
236 /**
237  * map_extent_mft_record - load an extent inode and attach it to its base
238  * @base_ni:    base ntfs inode
239  * @mref:       mft reference of the extent inode to load
240  * @ntfs_ino:   on successful return, pointer to the ntfs_inode structure
241  *
242  * Load the extent mft record @mref and attach it to its base inode @base_ni.
243  * Return the mapped extent mft record if IS_ERR(result) is false.  Otherwise
244  * PTR_ERR(result) gives the negative error code.
245  *
246  * On successful return, @ntfs_ino contains a pointer to the ntfs_inode
247  * structure of the mapped extent inode.
248  */
249 MFT_RECORD *map_extent_mft_record(ntfs_inode *base_ni, MFT_REF mref,
250                 ntfs_inode **ntfs_ino)
251 {
252         MFT_RECORD *m;
253         ntfs_inode *ni = NULL;
254         ntfs_inode **extent_nis = NULL;
255         int i;
256         unsigned long mft_no = MREF(mref);
257         u16 seq_no = MSEQNO(mref);
258         bool destroy_ni = false;
259
260         ntfs_debug("Mapping extent mft record 0x%lx (base mft record 0x%lx).",
261                         mft_no, base_ni->mft_no);
262         /* Make sure the base ntfs inode doesn't go away. */
263         atomic_inc(&base_ni->count);
264         /*
265          * Check if this extent inode has already been added to the base inode,
266          * in which case just return it. If not found, add it to the base
267          * inode before returning it.
268          */
269         mutex_lock(&base_ni->extent_lock);
270         if (base_ni->nr_extents > 0) {
271                 extent_nis = base_ni->ext.extent_ntfs_inos;
272                 for (i = 0; i < base_ni->nr_extents; i++) {
273                         if (mft_no != extent_nis[i]->mft_no)
274                                 continue;
275                         ni = extent_nis[i];
276                         /* Make sure the ntfs inode doesn't go away. */
277                         atomic_inc(&ni->count);
278                         break;
279                 }
280         }
281         if (likely(ni != NULL)) {
282                 mutex_unlock(&base_ni->extent_lock);
283                 atomic_dec(&base_ni->count);
284                 /* We found the record; just have to map and return it. */
285                 m = map_mft_record(ni);
286                 /* map_mft_record() has incremented this on success. */
287                 atomic_dec(&ni->count);
288                 if (likely(!IS_ERR(m))) {
289                         /* Verify the sequence number. */
290                         if (likely(le16_to_cpu(m->sequence_number) == seq_no)) {
291                                 ntfs_debug("Done 1.");
292                                 *ntfs_ino = ni;
293                                 return m;
294                         }
295                         unmap_mft_record(ni);
296                         ntfs_error(base_ni->vol->sb, "Found stale extent mft "
297                                         "reference! Corrupt filesystem. "
298                                         "Run chkdsk.");
299                         return ERR_PTR(-EIO);
300                 }
301 map_err_out:
302                 ntfs_error(base_ni->vol->sb, "Failed to map extent "
303                                 "mft record, error code %ld.", -PTR_ERR(m));
304                 return m;
305         }
306         /* Record wasn't there. Get a new ntfs inode and initialize it. */
307         ni = ntfs_new_extent_inode(base_ni->vol->sb, mft_no);
308         if (unlikely(!ni)) {
309                 mutex_unlock(&base_ni->extent_lock);
310                 atomic_dec(&base_ni->count);
311                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
312         }
313         ni->vol = base_ni->vol;
314         ni->seq_no = seq_no;
315         ni->nr_extents = -1;
316         ni->ext.base_ntfs_ino = base_ni;
317         /* Now map the record. */
318         m = map_mft_record(ni);
319         if (IS_ERR(m)) {
320                 mutex_unlock(&base_ni->extent_lock);
321                 atomic_dec(&base_ni->count);
322                 ntfs_clear_extent_inode(ni);
323                 goto map_err_out;
324         }
325         /* Verify the sequence number if it is present. */
326         if (seq_no && (le16_to_cpu(m->sequence_number) != seq_no)) {
327                 ntfs_error(base_ni->vol->sb, "Found stale extent mft "
328                                 "reference! Corrupt filesystem. Run chkdsk.");
329                 destroy_ni = true;
330                 m = ERR_PTR(-EIO);
331                 goto unm_err_out;
332         }
333         /* Attach extent inode to base inode, reallocating memory if needed. */
334         if (!(base_ni->nr_extents & 3)) {
335                 ntfs_inode **tmp;
336                 int new_size = (base_ni->nr_extents + 4) * sizeof(ntfs_inode *);
337
338                 tmp = kmalloc(new_size, GFP_NOFS);
339                 if (unlikely(!tmp)) {
340                         ntfs_error(base_ni->vol->sb, "Failed to allocate "
341                                         "internal buffer.");
342                         destroy_ni = true;
343                         m = ERR_PTR(-ENOMEM);
344                         goto unm_err_out;
345                 }
346                 if (base_ni->nr_extents) {
347                         BUG_ON(!base_ni->ext.extent_ntfs_inos);
348                         memcpy(tmp, base_ni->ext.extent_ntfs_inos, new_size -
349                                         4 * sizeof(ntfs_inode *));
350                         kfree(base_ni->ext.extent_ntfs_inos);
351                 }
352                 base_ni->ext.extent_ntfs_inos = tmp;
353         }
354         base_ni->ext.extent_ntfs_inos[base_ni->nr_extents++] = ni;
355         mutex_unlock(&base_ni->extent_lock);
356         atomic_dec(&base_ni->count);
357         ntfs_debug("Done 2.");
358         *ntfs_ino = ni;
359         return m;
360 unm_err_out:
361         unmap_mft_record(ni);
362         mutex_unlock(&base_ni->extent_lock);
363         atomic_dec(&base_ni->count);
364         /*
365          * If the extent inode was not attached to the base inode we need to
366          * release it or we will leak memory.
367          */
368         if (destroy_ni)
369                 ntfs_clear_extent_inode(ni);
370         return m;
371 }
372
373 #ifdef NTFS_RW
374
375 /**
376  * __mark_mft_record_dirty - set the mft record and the page containing it dirty
377  * @ni:         ntfs inode describing the mapped mft record
378  *
379  * Internal function.  Users should call mark_mft_record_dirty() instead.
380  *
381  * Set the mapped (extent) mft record of the (base or extent) ntfs inode @ni,
382  * as well as the page containing the mft record, dirty.  Also, mark the base
383  * vfs inode dirty.  This ensures that any changes to the mft record are
384  * written out to disk.
385  *
386  * NOTE:  We only set I_DIRTY_DATASYNC (and not I_DIRTY_PAGES)
387  * on the base vfs inode, because even though file data may have been modified,
388  * it is dirty in the inode meta data rather than the data page cache of the
389  * inode, and thus there are no data pages that need writing out.  Therefore, a
390  * full mark_inode_dirty() is overkill.  A mark_inode_dirty_sync(), on the
391  * other hand, is not sufficient, because ->write_inode needs to be called even
392  * in case of fdatasync. This needs to happen or the file data would not
393  * necessarily hit the device synchronously, even though the vfs inode has the
394  * O_SYNC flag set.  Also, I_DIRTY_DATASYNC simply "feels" better than just
395  * I_DIRTY_SYNC, since the file data has not actually hit the block device yet,
396  * which is not what I_DIRTY_SYNC on its own would suggest.
397  */
398 void __mark_mft_record_dirty(ntfs_inode *ni)
399 {
400         ntfs_inode *base_ni;
401
402         ntfs_debug("Entering for inode 0x%lx.", ni->mft_no);
403         BUG_ON(NInoAttr(ni));
404         mark_ntfs_record_dirty(ni->page, ni->page_ofs);
405         /* Determine the base vfs inode and mark it dirty, too. */
406         mutex_lock(&ni->extent_lock);
407         if (likely(ni->nr_extents >= 0))
408                 base_ni = ni;
409         else
410                 base_ni = ni->ext.base_ntfs_ino;
411         mutex_unlock(&ni->extent_lock);
412         __mark_inode_dirty(VFS_I(base_ni), I_DIRTY_DATASYNC);
413 }
414
415 static const char *ntfs_please_email = "Please email "
416                 "linux-ntfs-dev@lists.sourceforge.net and say that you saw "
417                 "this message.  Thank you.";
418
419 /**
420  * ntfs_sync_mft_mirror_umount - synchronise an mft record to the mft mirror
421  * @vol:        ntfs volume on which the mft record to synchronize resides
422  * @mft_no:     mft record number of mft record to synchronize
423  * @m:          mapped, mst protected (extent) mft record to synchronize
424  *
425  * Write the mapped, mst protected (extent) mft record @m with mft record
426  * number @mft_no to the mft mirror ($MFTMirr) of the ntfs volume @vol,
427  * bypassing the page cache and the $MFTMirr inode itself.
428  *
429  * This function is only for use at umount time when the mft mirror inode has
430  * already been disposed off.  We BUG() if we are called while the mft mirror
431  * inode is still attached to the volume.
432  *
433  * On success return 0.  On error return -errno.
434  *
435  * NOTE:  This function is not implemented yet as I am not convinced it can
436  * actually be triggered considering the sequence of commits we do in super.c::
437  * ntfs_put_super().  But just in case we provide this place holder as the
438  * alternative would be either to BUG() or to get a NULL pointer dereference
439  * and Oops.
440  */
441 static int ntfs_sync_mft_mirror_umount(ntfs_volume *vol,
442                 const unsigned long mft_no, MFT_RECORD *m)
443 {
444         BUG_ON(vol->mftmirr_ino);
445         ntfs_error(vol->sb, "Umount time mft mirror syncing is not "
446                         "implemented yet.  %s", ntfs_please_email);
447         return -EOPNOTSUPP;
448 }
449
450 /**
451  * ntfs_sync_mft_mirror - synchronize an mft record to the mft mirror
452  * @vol:        ntfs volume on which the mft record to synchronize resides
453  * @mft_no:     mft record number of mft record to synchronize
454  * @m:          mapped, mst protected (extent) mft record to synchronize
455  * @sync:       if true, wait for i/o completion
456  *
457  * Write the mapped, mst protected (extent) mft record @m with mft record
458  * number @mft_no to the mft mirror ($MFTMirr) of the ntfs volume @vol.
459  *
460  * On success return 0.  On error return -errno and set the volume errors flag
461  * in the ntfs volume @vol.
462  *
463  * NOTE:  We always perform synchronous i/o and ignore the @sync parameter.
464  *
465  * TODO:  If @sync is false, want to do truly asynchronous i/o, i.e. just
466  * schedule i/o via ->writepage or do it via kntfsd or whatever.
467  */
468 int ntfs_sync_mft_mirror(ntfs_volume *vol, const unsigned long mft_no,
469                 MFT_RECORD *m, int sync)
470 {
471         struct page *page;
472         unsigned int blocksize = vol->sb->s_blocksize;
473         int max_bhs = vol->mft_record_size / blocksize;
474         struct buffer_head *bhs[MAX_BHS];
475         struct buffer_head *bh, *head;
476         u8 *kmirr;
477         runlist_element *rl;
478         unsigned int block_start, block_end, m_start, m_end, page_ofs;
479         int i_bhs, nr_bhs, err = 0;
480         unsigned char blocksize_bits = vol->sb->s_blocksize_bits;
481
482         ntfs_debug("Entering for inode 0x%lx.", mft_no);
483         BUG_ON(!max_bhs);
484         if (WARN_ON(max_bhs > MAX_BHS))
485                 return -EINVAL;
486         if (unlikely(!vol->mftmirr_ino)) {
487                 /* This could happen during umount... */
488                 err = ntfs_sync_mft_mirror_umount(vol, mft_no, m);
489                 if (likely(!err))
490                         return err;
491                 goto err_out;
492         }
493         /* Get the page containing the mirror copy of the mft record @m. */
494         page = ntfs_map_page(vol->mftmirr_ino->i_mapping, mft_no >>
495                         (PAGE_SHIFT - vol->mft_record_size_bits));
496         if (IS_ERR(page)) {
497                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map mft mirror page.");
498                 err = PTR_ERR(page);
499                 goto err_out;
500         }
501         lock_page(page);
502         BUG_ON(!PageUptodate(page));
503         ClearPageUptodate(page);
504         /* Offset of the mft mirror record inside the page. */
505         page_ofs = (mft_no << vol->mft_record_size_bits) & ~PAGE_MASK;
506         /* The address in the page of the mirror copy of the mft record @m. */
507         kmirr = page_address(page) + page_ofs;
508         /* Copy the mst protected mft record to the mirror. */
509         memcpy(kmirr, m, vol->mft_record_size);
510         /* Create uptodate buffers if not present. */
511         if (unlikely(!page_has_buffers(page))) {
512                 struct buffer_head *tail;
513
514                 bh = head = alloc_page_buffers(page, blocksize, true);
515                 do {
516                         set_buffer_uptodate(bh);
517                         tail = bh;
518                         bh = bh->b_this_page;
519                 } while (bh);
520                 tail->b_this_page = head;
521                 attach_page_buffers(page, head);
522         }
523         bh = head = page_buffers(page);
524         BUG_ON(!bh);
525         rl = NULL;
526         nr_bhs = 0;
527         block_start = 0;
528         m_start = kmirr - (u8*)page_address(page);
529         m_end = m_start + vol->mft_record_size;
530         do {
531                 block_end = block_start + blocksize;
532                 /* If the buffer is outside the mft record, skip it. */
533                 if (block_end <= m_start)
534                         continue;
535                 if (unlikely(block_start >= m_end))
536                         break;
537                 /* Need to map the buffer if it is not mapped already. */
538                 if (unlikely(!buffer_mapped(bh))) {
539                         VCN vcn;
540                         LCN lcn;
541                         unsigned int vcn_ofs;
542
543                         bh->b_bdev = vol->sb->s_bdev;
544                         /* Obtain the vcn and offset of the current block. */
545                         vcn = ((VCN)mft_no << vol->mft_record_size_bits) +
546                                         (block_start - m_start);
547                         vcn_ofs = vcn & vol->cluster_size_mask;
548                         vcn >>= vol->cluster_size_bits;
549                         if (!rl) {
550                                 down_read(&NTFS_I(vol->mftmirr_ino)->
551                                                 runlist.lock);
552                                 rl = NTFS_I(vol->mftmirr_ino)->runlist.rl;
553                                 /*
554                                  * $MFTMirr always has the whole of its runlist
555                                  * in memory.
556                                  */
557                                 BUG_ON(!rl);
558                         }
559                         /* Seek to element containing target vcn. */
560                         while (rl->length && rl[1].vcn <= vcn)
561                                 rl++;
562                         lcn = ntfs_rl_vcn_to_lcn(rl, vcn);
563                         /* For $MFTMirr, only lcn >= 0 is a successful remap. */
564                         if (likely(lcn >= 0)) {
565                                 /* Setup buffer head to correct block. */
566                                 bh->b_blocknr = ((lcn <<
567                                                 vol->cluster_size_bits) +
568                                                 vcn_ofs) >> blocksize_bits;
569                                 set_buffer_mapped(bh);
570                         } else {
571                                 bh->b_blocknr = -1;
572                                 ntfs_error(vol->sb, "Cannot write mft mirror "
573                                                 "record 0x%lx because its "
574                                                 "location on disk could not "
575                                                 "be determined (error code "
576                                                 "%lli).", mft_no,
577                                                 (long long)lcn);
578                                 err = -EIO;
579                         }
580                 }
581                 BUG_ON(!buffer_uptodate(bh));
582                 BUG_ON(!nr_bhs && (m_start != block_start));
583                 BUG_ON(nr_bhs >= max_bhs);
584                 bhs[nr_bhs++] = bh;
585                 BUG_ON((nr_bhs >= max_bhs) && (m_end != block_end));
586         } while (block_start = block_end, (bh = bh->b_this_page) != head);
587         if (unlikely(rl))
588                 up_read(&NTFS_I(vol->mftmirr_ino)->runlist.lock);
589         if (likely(!err)) {
590                 /* Lock buffers and start synchronous write i/o on them. */
591                 for (i_bhs = 0; i_bhs < nr_bhs; i_bhs++) {
592                         struct buffer_head *tbh = bhs[i_bhs];
593
594                         if (!trylock_buffer(tbh))
595                                 BUG();
596                         BUG_ON(!buffer_uptodate(tbh));
597                         clear_buffer_dirty(tbh);
598                         get_bh(tbh);
599                         tbh->b_end_io = end_buffer_write_sync;
600                         submit_bh(REQ_OP_WRITE, 0, tbh);
601                 }
602                 /* Wait on i/o completion of buffers. */
603                 for (i_bhs = 0; i_bhs < nr_bhs; i_bhs++) {
604                         struct buffer_head *tbh = bhs[i_bhs];
605
606                         wait_on_buffer(tbh);
607                         if (unlikely(!buffer_uptodate(tbh))) {
608                                 err = -EIO;
609                                 /*
610                                  * Set the buffer uptodate so the page and
611                                  * buffer states do not become out of sync.
612                                  */
613                                 set_buffer_uptodate(tbh);
614                         }
615                 }
616         } else /* if (unlikely(err)) */ {
617                 /* Clean the buffers. */
618                 for (i_bhs = 0; i_bhs < nr_bhs; i_bhs++)
619                         clear_buffer_dirty(bhs[i_bhs]);
620         }
621         /* Current state: all buffers are clean, unlocked, and uptodate. */
622         /* Remove the mst protection fixups again. */
623         post_write_mst_fixup((NTFS_RECORD*)kmirr);
624         flush_dcache_page(page);
625         SetPageUptodate(page);
626         unlock_page(page);
627         ntfs_unmap_page(page);
628         if (likely(!err)) {
629                 ntfs_debug("Done.");
630         } else {
631                 ntfs_error(vol->sb, "I/O error while writing mft mirror "
632                                 "record 0x%lx!", mft_no);
633 err_out:
634                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to synchronize $MFTMirr (error "
635                                 "code %i).  Volume will be left marked dirty "
636                                 "on umount.  Run ntfsfix on the partition "
637                                 "after umounting to correct this.", -err);
638                 NVolSetErrors(vol);
639         }
640         return err;
641 }
642
643 /**
644  * write_mft_record_nolock - write out a mapped (extent) mft record
645  * @ni:         ntfs inode describing the mapped (extent) mft record
646  * @m:          mapped (extent) mft record to write
647  * @sync:       if true, wait for i/o completion
648  *
649  * Write the mapped (extent) mft record @m described by the (regular or extent)
650  * ntfs inode @ni to backing store.  If the mft record @m has a counterpart in
651  * the mft mirror, that is also updated.
652  *
653  * We only write the mft record if the ntfs inode @ni is dirty and the first
654  * buffer belonging to its mft record is dirty, too.  We ignore the dirty state
655  * of subsequent buffers because we could have raced with
656  * fs/ntfs/aops.c::mark_ntfs_record_dirty().
657  *
658  * On success, clean the mft record and return 0.  On error, leave the mft
659  * record dirty and return -errno.
660  *
661  * NOTE:  We always perform synchronous i/o and ignore the @sync parameter.
662  * However, if the mft record has a counterpart in the mft mirror and @sync is
663  * true, we write the mft record, wait for i/o completion, and only then write
664  * the mft mirror copy.  This ensures that if the system crashes either the mft
665  * or the mft mirror will contain a self-consistent mft record @m.  If @sync is
666  * false on the other hand, we start i/o on both and then wait for completion
667  * on them.  This provides a speedup but no longer guarantees that you will end
668  * up with a self-consistent mft record in the case of a crash but if you asked
669  * for asynchronous writing you probably do not care about that anyway.
670  *
671  * TODO:  If @sync is false, want to do truly asynchronous i/o, i.e. just
672  * schedule i/o via ->writepage or do it via kntfsd or whatever.
673  */
674 int write_mft_record_nolock(ntfs_inode *ni, MFT_RECORD *m, int sync)
675 {
676         ntfs_volume *vol = ni->vol;
677         struct page *page = ni->page;
678         unsigned int blocksize = vol->sb->s_blocksize;
679         unsigned char blocksize_bits = vol->sb->s_blocksize_bits;
680         int max_bhs = vol->mft_record_size / blocksize;
681         struct buffer_head *bhs[MAX_BHS];
682         struct buffer_head *bh, *head;
683         runlist_element *rl;
684         unsigned int block_start, block_end, m_start, m_end;
685         int i_bhs, nr_bhs, err = 0;
686
687         ntfs_debug("Entering for inode 0x%lx.", ni->mft_no);
688         BUG_ON(NInoAttr(ni));
689         BUG_ON(!max_bhs);
690         BUG_ON(!PageLocked(page));
691         if (WARN_ON(max_bhs > MAX_BHS)) {
692                 err = -EINVAL;
693                 goto err_out;
694         }
695         /*
696          * If the ntfs_inode is clean no need to do anything.  If it is dirty,
697          * mark it as clean now so that it can be redirtied later on if needed.
698          * There is no danger of races since the caller is holding the locks
699          * for the mft record @m and the page it is in.
700          */
701         if (!NInoTestClearDirty(ni))
702                 goto done;
703         bh = head = page_buffers(page);
704         BUG_ON(!bh);
705         rl = NULL;
706         nr_bhs = 0;
707         block_start = 0;
708         m_start = ni->page_ofs;
709         m_end = m_start + vol->mft_record_size;
710         do {
711                 block_end = block_start + blocksize;
712                 /* If the buffer is outside the mft record, skip it. */
713                 if (block_end <= m_start)
714                         continue;
715                 if (unlikely(block_start >= m_end))
716                         break;
717                 /*
718                  * If this block is not the first one in the record, we ignore
719                  * the buffer's dirty state because we could have raced with a
720                  * parallel mark_ntfs_record_dirty().
721                  */
722                 if (block_start == m_start) {
723                         /* This block is the first one in the record. */
724                         if (!buffer_dirty(bh)) {
725                                 BUG_ON(nr_bhs);
726                                 /* Clean records are not written out. */
727                                 break;
728                         }
729                 }
730                 /* Need to map the buffer if it is not mapped already. */
731                 if (unlikely(!buffer_mapped(bh))) {
732                         VCN vcn;
733                         LCN lcn;
734                         unsigned int vcn_ofs;
735
736                         bh->b_bdev = vol->sb->s_bdev;
737                         /* Obtain the vcn and offset of the current block. */
738                         vcn = ((VCN)ni->mft_no << vol->mft_record_size_bits) +
739                                         (block_start - m_start);
740                         vcn_ofs = vcn & vol->cluster_size_mask;
741                         vcn >>= vol->cluster_size_bits;
742                         if (!rl) {
743                                 down_read(&NTFS_I(vol->mft_ino)->runlist.lock);
744                                 rl = NTFS_I(vol->mft_ino)->runlist.rl;
745                                 BUG_ON(!rl);
746                         }
747                         /* Seek to element containing target vcn. */
748                         while (rl->length && rl[1].vcn <= vcn)
749                                 rl++;
750                         lcn = ntfs_rl_vcn_to_lcn(rl, vcn);
751                         /* For $MFT, only lcn >= 0 is a successful remap. */
752                         if (likely(lcn >= 0)) {
753                                 /* Setup buffer head to correct block. */
754                                 bh->b_blocknr = ((lcn <<
755                                                 vol->cluster_size_bits) +
756                                                 vcn_ofs) >> blocksize_bits;
757                                 set_buffer_mapped(bh);
758                         } else {
759                                 bh->b_blocknr = -1;
760                                 ntfs_error(vol->sb, "Cannot write mft record "
761                                                 "0x%lx because its location "
762                                                 "on disk could not be "
763                                                 "determined (error code %lli).",
764                                                 ni->mft_no, (long long)lcn);
765                                 err = -EIO;
766                         }
767                 }
768                 BUG_ON(!buffer_uptodate(bh));
769                 BUG_ON(!nr_bhs && (m_start != block_start));
770                 BUG_ON(nr_bhs >= max_bhs);
771                 bhs[nr_bhs++] = bh;
772                 BUG_ON((nr_bhs >= max_bhs) && (m_end != block_end));
773         } while (block_start = block_end, (bh = bh->b_this_page) != head);
774         if (unlikely(rl))
775                 up_read(&NTFS_I(vol->mft_ino)->runlist.lock);
776         if (!nr_bhs)
777                 goto done;
778         if (unlikely(err))
779                 goto cleanup_out;
780         /* Apply the mst protection fixups. */
781         err = pre_write_mst_fixup((NTFS_RECORD*)m, vol->mft_record_size);
782         if (err) {
783                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to apply mst fixups!");
784                 goto cleanup_out;
785         }
786         flush_dcache_mft_record_page(ni);
787         /* Lock buffers and start synchronous write i/o on them. */
788         for (i_bhs = 0; i_bhs < nr_bhs; i_bhs++) {
789                 struct buffer_head *tbh = bhs[i_bhs];
790
791                 if (!trylock_buffer(tbh))
792                         BUG();
793                 BUG_ON(!buffer_uptodate(tbh));
794                 clear_buffer_dirty(tbh);
795                 get_bh(tbh);
796                 tbh->b_end_io = end_buffer_write_sync;
797                 submit_bh(REQ_OP_WRITE, 0, tbh);
798         }
799         /* Synchronize the mft mirror now if not @sync. */
800         if (!sync && ni->mft_no < vol->mftmirr_size)
801                 ntfs_sync_mft_mirror(vol, ni->mft_no, m, sync);
802         /* Wait on i/o completion of buffers. */
803         for (i_bhs = 0; i_bhs < nr_bhs; i_bhs++) {
804                 struct buffer_head *tbh = bhs[i_bhs];
805
806                 wait_on_buffer(tbh);
807                 if (unlikely(!buffer_uptodate(tbh))) {
808                         err = -EIO;
809                         /*
810                          * Set the buffer uptodate so the page and buffer
811                          * states do not become out of sync.
812                          */
813                         if (PageUptodate(page))
814                                 set_buffer_uptodate(tbh);
815                 }
816         }
817         /* If @sync, now synchronize the mft mirror. */
818         if (sync && ni->mft_no < vol->mftmirr_size)
819                 ntfs_sync_mft_mirror(vol, ni->mft_no, m, sync);
820         /* Remove the mst protection fixups again. */
821         post_write_mst_fixup((NTFS_RECORD*)m);
822         flush_dcache_mft_record_page(ni);
823         if (unlikely(err)) {
824                 /* I/O error during writing.  This is really bad! */
825                 ntfs_error(vol->sb, "I/O error while writing mft record "
826                                 "0x%lx!  Marking base inode as bad.  You "
827                                 "should unmount the volume and run chkdsk.",
828                                 ni->mft_no);
829                 goto err_out;
830         }
831 done:
832         ntfs_debug("Done.");
833         return 0;
834 cleanup_out:
835         /* Clean the buffers. */
836         for (i_bhs = 0; i_bhs < nr_bhs; i_bhs++)
837                 clear_buffer_dirty(bhs[i_bhs]);
838 err_out:
839         /*
840          * Current state: all buffers are clean, unlocked, and uptodate.
841          * The caller should mark the base inode as bad so that no more i/o
842          * happens.  ->clear_inode() will still be invoked so all extent inodes
843          * and other allocated memory will be freed.
844          */
845         if (err == -ENOMEM) {
846                 ntfs_error(vol->sb, "Not enough memory to write mft record.  "
847                                 "Redirtying so the write is retried later.");
848                 mark_mft_record_dirty(ni);
849                 err = 0;
850         } else
851                 NVolSetErrors(vol);
852         return err;
853 }
854
855 /**
856  * ntfs_may_write_mft_record - check if an mft record may be written out
857  * @vol:        [IN]  ntfs volume on which the mft record to check resides
858  * @mft_no:     [IN]  mft record number of the mft record to check
859  * @m:          [IN]  mapped mft record to check
860  * @locked_ni:  [OUT] caller has to unlock this ntfs inode if one is returned
861  *
862  * Check if the mapped (base or extent) mft record @m with mft record number
863  * @mft_no belonging to the ntfs volume @vol may be written out.  If necessary
864  * and possible the ntfs inode of the mft record is locked and the base vfs
865  * inode is pinned.  The locked ntfs inode is then returned in @locked_ni.  The
866  * caller is responsible for unlocking the ntfs inode and unpinning the base
867  * vfs inode.
868  *
869  * Return 'true' if the mft record may be written out and 'false' if not.
870  *
871  * The caller has locked the page and cleared the uptodate flag on it which
872  * means that we can safely write out any dirty mft records that do not have
873  * their inodes in icache as determined by ilookup5() as anyone
874  * opening/creating such an inode would block when attempting to map the mft
875  * record in read_cache_page() until we are finished with the write out.
876  *
877  * Here is a description of the tests we perform:
878  *
879  * If the inode is found in icache we know the mft record must be a base mft
880  * record.  If it is dirty, we do not write it and return 'false' as the vfs
881  * inode write paths will result in the access times being updated which would
882  * cause the base mft record to be redirtied and written out again.  (We know
883  * the access time update will modify the base mft record because Windows
884  * chkdsk complains if the standard information attribute is not in the base
885  * mft record.)
886  *
887  * If the inode is in icache and not dirty, we attempt to lock the mft record
888  * and if we find the lock was already taken, it is not safe to write the mft
889  * record and we return 'false'.
890  *
891  * If we manage to obtain the lock we have exclusive access to the mft record,
892  * which also allows us safe writeout of the mft record.  We then set
893  * @locked_ni to the locked ntfs inode and return 'true'.
894  *
895  * Note we cannot just lock the mft record and sleep while waiting for the lock
896  * because this would deadlock due to lock reversal (normally the mft record is
897  * locked before the page is locked but we already have the page locked here
898  * when we try to lock the mft record).
899  *
900  * If the inode is not in icache we need to perform further checks.
901  *
902  * If the mft record is not a FILE record or it is a base mft record, we can
903  * safely write it and return 'true'.
904  *
905  * We now know the mft record is an extent mft record.  We check if the inode
906  * corresponding to its base mft record is in icache and obtain a reference to
907  * it if it is.  If it is not, we can safely write it and return 'true'.
908  *
909  * We now have the base inode for the extent mft record.  We check if it has an
910  * ntfs inode for the extent mft record attached and if not it is safe to write
911  * the extent mft record and we return 'true'.
912  *
913  * The ntfs inode for the extent mft record is attached to the base inode so we
914  * attempt to lock the extent mft record and if we find the lock was already
915  * taken, it is not safe to write the extent mft record and we return 'false'.
916  *
917  * If we manage to obtain the lock we have exclusive access to the extent mft
918  * record, which also allows us safe writeout of the extent mft record.  We
919  * set the ntfs inode of the extent mft record clean and then set @locked_ni to
920  * the now locked ntfs inode and return 'true'.
921  *
922  * Note, the reason for actually writing dirty mft records here and not just
923  * relying on the vfs inode dirty code paths is that we can have mft records
924  * modified without them ever having actual inodes in memory.  Also we can have
925  * dirty mft records with clean ntfs inodes in memory.  None of the described
926  * cases would result in the dirty mft records being written out if we only
927  * relied on the vfs inode dirty code paths.  And these cases can really occur
928  * during allocation of new mft records and in particular when the
929  * initialized_size of the $MFT/$DATA attribute is extended and the new space
930  * is initialized using ntfs_mft_record_format().  The clean inode can then
931  * appear if the mft record is reused for a new inode before it got written
932  * out.
933  */
934 bool ntfs_may_write_mft_record(ntfs_volume *vol, const unsigned long mft_no,
935                 const MFT_RECORD *m, ntfs_inode **locked_ni)
936 {
937         struct super_block *sb = vol->sb;
938         struct inode *mft_vi = vol->mft_ino;
939         struct inode *vi;
940         ntfs_inode *ni, *eni, **extent_nis;
941         int i;
942         ntfs_attr na;
943
944         ntfs_debug("Entering for inode 0x%lx.", mft_no);
945         /*
946          * Normally we do not return a locked inode so set @locked_ni to NULL.
947          */
948         BUG_ON(!locked_ni);
949         *locked_ni = NULL;
950         /*
951          * Check if the inode corresponding to this mft record is in the VFS
952          * inode cache and obtain a reference to it if it is.
953          */
954         ntfs_debug("Looking for inode 0x%lx in icache.", mft_no);
955         na.mft_no = mft_no;
956         na.name = NULL;
957         na.name_len = 0;
958         na.type = AT_UNUSED;
959         /*
960          * Optimize inode 0, i.e. $MFT itself, since we have it in memory and
961          * we get here for it rather often.
962          */
963         if (!mft_no) {
964                 /* Balance the below iput(). */
965                 vi = igrab(mft_vi);
966                 BUG_ON(vi != mft_vi);
967         } else {
968                 /*
969                  * Have to use ilookup5_nowait() since ilookup5() waits for the
970                  * inode lock which causes ntfs to deadlock when a concurrent
971                  * inode write via the inode dirty code paths and the page
972                  * dirty code path of the inode dirty code path when writing
973                  * $MFT occurs.
974                  */
975                 vi = ilookup5_nowait(sb, mft_no, (test_t)ntfs_test_inode, &na);
976         }
977         if (vi) {
978                 ntfs_debug("Base inode 0x%lx is in icache.", mft_no);
979                 /* The inode is in icache. */
980                 ni = NTFS_I(vi);
981                 /* Take a reference to the ntfs inode. */
982                 atomic_inc(&ni->count);
983                 /* If the inode is dirty, do not write this record. */
984                 if (NInoDirty(ni)) {
985                         ntfs_debug("Inode 0x%lx is dirty, do not write it.",
986                                         mft_no);
987                         atomic_dec(&ni->count);
988                         iput(vi);
989                         return false;
990                 }
991                 ntfs_debug("Inode 0x%lx is not dirty.", mft_no);
992                 /* The inode is not dirty, try to take the mft record lock. */
993                 if (unlikely(!mutex_trylock(&ni->mrec_lock))) {
994                         ntfs_debug("Mft record 0x%lx is already locked, do "
995                                         "not write it.", mft_no);
996                         atomic_dec(&ni->count);
997                         iput(vi);
998                         return false;
999                 }
1000                 ntfs_debug("Managed to lock mft record 0x%lx, write it.",
1001                                 mft_no);
1002                 /*
1003                  * The write has to occur while we hold the mft record lock so
1004                  * return the locked ntfs inode.
1005                  */
1006                 *locked_ni = ni;
1007                 return true;
1008         }
1009         ntfs_debug("Inode 0x%lx is not in icache.", mft_no);
1010         /* The inode is not in icache. */
1011         /* Write the record if it is not a mft record (type "FILE"). */
1012         if (!ntfs_is_mft_record(m->magic)) {
1013                 ntfs_debug("Mft record 0x%lx is not a FILE record, write it.",
1014                                 mft_no);
1015                 return true;
1016         }
1017         /* Write the mft record if it is a base inode. */
1018         if (!m->base_mft_record) {
1019                 ntfs_debug("Mft record 0x%lx is a base record, write it.",
1020                                 mft_no);
1021                 return true;
1022         }
1023         /*
1024          * This is an extent mft record.  Check if the inode corresponding to
1025          * its base mft record is in icache and obtain a reference to it if it
1026          * is.
1027          */
1028         na.mft_no = MREF_LE(m->base_mft_record);
1029         ntfs_debug("Mft record 0x%lx is an extent record.  Looking for base "
1030                         "inode 0x%lx in icache.", mft_no, na.mft_no);
1031         if (!na.mft_no) {
1032                 /* Balance the below iput(). */
1033                 vi = igrab(mft_vi);
1034                 BUG_ON(vi != mft_vi);
1035         } else
1036                 vi = ilookup5_nowait(sb, na.mft_no, (test_t)ntfs_test_inode,
1037                                 &na);
1038         if (!vi) {
1039                 /*
1040                  * The base inode is not in icache, write this extent mft
1041                  * record.
1042                  */
1043                 ntfs_debug("Base inode 0x%lx is not in icache, write the "
1044                                 "extent record.", na.mft_no);
1045                 return true;
1046         }
1047         ntfs_debug("Base inode 0x%lx is in icache.", na.mft_no);
1048         /*
1049          * The base inode is in icache.  Check if it has the extent inode
1050          * corresponding to this extent mft record attached.
1051          */
1052         ni = NTFS_I(vi);
1053         mutex_lock(&ni->extent_lock);
1054         if (ni->nr_extents <= 0) {
1055                 /*
1056                  * The base inode has no attached extent inodes, write this
1057                  * extent mft record.
1058                  */
1059                 mutex_unlock(&ni->extent_lock);
1060                 iput(vi);
1061                 ntfs_debug("Base inode 0x%lx has no attached extent inodes, "
1062                                 "write the extent record.", na.mft_no);
1063                 return true;
1064         }
1065         /* Iterate over the attached extent inodes. */
1066         extent_nis = ni->ext.extent_ntfs_inos;
1067         for (eni = NULL, i = 0; i < ni->nr_extents; ++i) {
1068                 if (mft_no == extent_nis[i]->mft_no) {
1069                         /*
1070                          * Found the extent inode corresponding to this extent
1071                          * mft record.
1072                          */
1073                         eni = extent_nis[i];
1074                         break;
1075                 }
1076         }
1077         /*
1078          * If the extent inode was not attached to the base inode, write this
1079          * extent mft record.
1080          */
1081         if (!eni) {
1082                 mutex_unlock(&ni->extent_lock);
1083                 iput(vi);
1084                 ntfs_debug("Extent inode 0x%lx is not attached to its base "
1085                                 "inode 0x%lx, write the extent record.",
1086                                 mft_no, na.mft_no);
1087                 return true;
1088         }
1089         ntfs_debug("Extent inode 0x%lx is attached to its base inode 0x%lx.",
1090                         mft_no, na.mft_no);
1091         /* Take a reference to the extent ntfs inode. */
1092         atomic_inc(&eni->count);
1093         mutex_unlock(&ni->extent_lock);
1094         /*
1095          * Found the extent inode coresponding to this extent mft record.
1096          * Try to take the mft record lock.
1097          */
1098         if (unlikely(!mutex_trylock(&eni->mrec_lock))) {
1099                 atomic_dec(&eni->count);
1100                 iput(vi);
1101                 ntfs_debug("Extent mft record 0x%lx is already locked, do "
1102                                 "not write it.", mft_no);
1103                 return false;
1104         }
1105         ntfs_debug("Managed to lock extent mft record 0x%lx, write it.",
1106                         mft_no);
1107         if (NInoTestClearDirty(eni))
1108                 ntfs_debug("Extent inode 0x%lx is dirty, marking it clean.",
1109                                 mft_no);
1110         /*
1111          * The write has to occur while we hold the mft record lock so return
1112          * the locked extent ntfs inode.
1113          */
1114         *locked_ni = eni;
1115         return true;
1116 }
1117
1118 static const char *es = "  Leaving inconsistent metadata.  Unmount and run "
1119                 "chkdsk.";
1120
1121 /**
1122  * ntfs_mft_bitmap_find_and_alloc_free_rec_nolock - see name
1123  * @vol:        volume on which to search for a free mft record
1124  * @base_ni:    open base inode if allocating an extent mft record or NULL
1125  *
1126  * Search for a free mft record in the mft bitmap attribute on the ntfs volume
1127  * @vol.
1128  *
1129  * If @base_ni is NULL start the search at the default allocator position.
1130  *
1131  * If @base_ni is not NULL start the search at the mft record after the base
1132  * mft record @base_ni.
1133  *
1134  * Return the free mft record on success and -errno on error.  An error code of
1135  * -ENOSPC means that there are no free mft records in the currently
1136  * initialized mft bitmap.
1137  *
1138  * Locking: Caller must hold vol->mftbmp_lock for writing.
1139  */
1140 static int ntfs_mft_bitmap_find_and_alloc_free_rec_nolock(ntfs_volume *vol,
1141                 ntfs_inode *base_ni)
1142 {
1143         s64 pass_end, ll, data_pos, pass_start, ofs, bit;
1144         unsigned long flags;
1145         struct address_space *mftbmp_mapping;
1146         u8 *buf, *byte;
1147         struct page *page;
1148         unsigned int page_ofs, size;
1149         u8 pass, b;
1150
1151         ntfs_debug("Searching for free mft record in the currently "
1152                         "initialized mft bitmap.");
1153         mftbmp_mapping = vol->mftbmp_ino->i_mapping;
1154         /*
1155          * Set the end of the pass making sure we do not overflow the mft
1156          * bitmap.
1157          */
1158         read_lock_irqsave(&NTFS_I(vol->mft_ino)->size_lock, flags);
1159         pass_end = NTFS_I(vol->mft_ino)->allocated_size >>
1160                         vol->mft_record_size_bits;
1161         read_unlock_irqrestore(&NTFS_I(vol->mft_ino)->size_lock, flags);
1162         read_lock_irqsave(&NTFS_I(vol->mftbmp_ino)->size_lock, flags);
1163         ll = NTFS_I(vol->mftbmp_ino)->initialized_size << 3;
1164         read_unlock_irqrestore(&NTFS_I(vol->mftbmp_ino)->size_lock, flags);
1165         if (pass_end > ll)
1166                 pass_end = ll;
1167         pass = 1;
1168         if (!base_ni)
1169                 data_pos = vol->mft_data_pos;
1170         else
1171                 data_pos = base_ni->mft_no + 1;
1172         if (data_pos < 24)
1173                 data_pos = 24;
1174         if (data_pos >= pass_end) {
1175                 data_pos = 24;
1176                 pass = 2;
1177                 /* This happens on a freshly formatted volume. */
1178                 if (data_pos >= pass_end)
1179                         return -ENOSPC;
1180         }
1181         pass_start = data_pos;
1182         ntfs_debug("Starting bitmap search: pass %u, pass_start 0x%llx, "
1183                         "pass_end 0x%llx, data_pos 0x%llx.", pass,
1184                         (long long)pass_start, (long long)pass_end,
1185                         (long long)data_pos);
1186         /* Loop until a free mft record is found. */
1187         for (; pass <= 2;) {
1188                 /* Cap size to pass_end. */
1189                 ofs = data_pos >> 3;
1190                 page_ofs = ofs & ~PAGE_MASK;
1191                 size = PAGE_SIZE - page_ofs;
1192                 ll = ((pass_end + 7) >> 3) - ofs;
1193                 if (size > ll)
1194                         size = ll;
1195                 size <<= 3;
1196                 /*
1197                  * If we are still within the active pass, search the next page
1198                  * for a zero bit.
1199                  */
1200                 if (size) {
1201                         page = ntfs_map_page(mftbmp_mapping,
1202                                         ofs >> PAGE_SHIFT);
1203                         if (IS_ERR(page)) {
1204                                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to read mft "
1205                                                 "bitmap, aborting.");
1206                                 return PTR_ERR(page);
1207                         }
1208                         buf = (u8*)page_address(page) + page_ofs;
1209                         bit = data_pos & 7;
1210                         data_pos &= ~7ull;
1211                         ntfs_debug("Before inner for loop: size 0x%x, "
1212                                         "data_pos 0x%llx, bit 0x%llx", size,
1213                                         (long long)data_pos, (long long)bit);
1214                         for (; bit < size && data_pos + bit < pass_end;
1215                                         bit &= ~7ull, bit += 8) {
1216                                 byte = buf + (bit >> 3);
1217                                 if (*byte == 0xff)
1218                                         continue;
1219                                 b = ffz((unsigned long)*byte);
1220                                 if (b < 8 && b >= (bit & 7)) {
1221                                         ll = data_pos + (bit & ~7ull) + b;
1222                                         if (unlikely(ll > (1ll << 32))) {
1223                                                 ntfs_unmap_page(page);
1224                                                 return -ENOSPC;
1225                                         }
1226                                         *byte |= 1 << b;
1227                                         flush_dcache_page(page);
1228                                         set_page_dirty(page);
1229                                         ntfs_unmap_page(page);
1230                                         ntfs_debug("Done.  (Found and "
1231                                                         "allocated mft record "
1232                                                         "0x%llx.)",
1233                                                         (long long)ll);
1234                                         return ll;
1235                                 }
1236                         }
1237                         ntfs_debug("After inner for loop: size 0x%x, "
1238                                         "data_pos 0x%llx, bit 0x%llx", size,
1239                                         (long long)data_pos, (long long)bit);
1240                         data_pos += size;
1241                         ntfs_unmap_page(page);
1242                         /*
1243                          * If the end of the pass has not been reached yet,
1244                          * continue searching the mft bitmap for a zero bit.
1245                          */
1246                         if (data_pos < pass_end)
1247                                 continue;
1248                 }
1249                 /* Do the next pass. */
1250                 if (++pass == 2) {
1251                         /*
1252                          * Starting the second pass, in which we scan the first
1253                          * part of the zone which we omitted earlier.
1254                          */
1255                         pass_end = pass_start;
1256                         data_pos = pass_start = 24;
1257                         ntfs_debug("pass %i, pass_start 0x%llx, pass_end "
1258                                         "0x%llx.", pass, (long long)pass_start,
1259                                         (long long)pass_end);
1260                         if (data_pos >= pass_end)
1261                                 break;
1262                 }
1263         }
1264         /* No free mft records in currently initialized mft bitmap. */
1265         ntfs_debug("Done.  (No free mft records left in currently initialized "
1266                         "mft bitmap.)");
1267         return -ENOSPC;
1268 }
1269
1270 /**
1271  * ntfs_mft_bitmap_extend_allocation_nolock - extend mft bitmap by a cluster
1272  * @vol:        volume on which to extend the mft bitmap attribute
1273  *
1274  * Extend the mft bitmap attribute on the ntfs volume @vol by one cluster.
1275  *
1276  * Note: Only changes allocated_size, i.e. does not touch initialized_size or
1277  * data_size.
1278  *
1279  * Return 0 on success and -errno on error.
1280  *
1281  * Locking: - Caller must hold vol->mftbmp_lock for writing.
1282  *          - This function takes NTFS_I(vol->mftbmp_ino)->runlist.lock for
1283  *            writing and releases it before returning.
1284  *          - This function takes vol->lcnbmp_lock for writing and releases it
1285  *            before returning.
1286  */
1287 static int ntfs_mft_bitmap_extend_allocation_nolock(ntfs_volume *vol)
1288 {
1289         LCN lcn;
1290         s64 ll;
1291         unsigned long flags;
1292         struct page *page;
1293         ntfs_inode *mft_ni, *mftbmp_ni;
1294         runlist_element *rl, *rl2 = NULL;
1295         ntfs_attr_search_ctx *ctx = NULL;
1296         MFT_RECORD *mrec;
1297         ATTR_RECORD *a = NULL;
1298         int ret, mp_size;
1299         u32 old_alen = 0;
1300         u8 *b, tb;
1301         struct {
1302                 u8 added_cluster:1;
1303                 u8 added_run:1;
1304                 u8 mp_rebuilt:1;
1305         } status = { 0, 0, 0 };
1306
1307         ntfs_debug("Extending mft bitmap allocation.");
1308         mft_ni = NTFS_I(vol->mft_ino);
1309         mftbmp_ni = NTFS_I(vol->mftbmp_ino);
1310         /*
1311          * Determine the last lcn of the mft bitmap.  The allocated size of the
1312          * mft bitmap cannot be zero so we are ok to do this.
1313          */
1314         down_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1315         read_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1316         ll = mftbmp_ni->allocated_size;
1317         read_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1318         rl = ntfs_attr_find_vcn_nolock(mftbmp_ni,
1319                         (ll - 1) >> vol->cluster_size_bits, NULL);
1320         if (unlikely(IS_ERR(rl) || !rl->length || rl->lcn < 0)) {
1321                 up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1322                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to determine last allocated "
1323                                 "cluster of mft bitmap attribute.");
1324                 if (!IS_ERR(rl))
1325                         ret = -EIO;
1326                 else
1327                         ret = PTR_ERR(rl);
1328                 return ret;
1329         }
1330         lcn = rl->lcn + rl->length;
1331         ntfs_debug("Last lcn of mft bitmap attribute is 0x%llx.",
1332                         (long long)lcn);
1333         /*
1334          * Attempt to get the cluster following the last allocated cluster by
1335          * hand as it may be in the MFT zone so the allocator would not give it
1336          * to us.
1337          */
1338         ll = lcn >> 3;
1339         page = ntfs_map_page(vol->lcnbmp_ino->i_mapping,
1340                         ll >> PAGE_SHIFT);
1341         if (IS_ERR(page)) {
1342                 up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1343                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to read from lcn bitmap.");
1344                 return PTR_ERR(page);
1345         }
1346         b = (u8*)page_address(page) + (ll & ~PAGE_MASK);
1347         tb = 1 << (lcn & 7ull);
1348         down_write(&vol->lcnbmp_lock);
1349         if (*b != 0xff && !(*b & tb)) {
1350                 /* Next cluster is free, allocate it. */
1351                 *b |= tb;
1352                 flush_dcache_page(page);
1353                 set_page_dirty(page);
1354                 up_write(&vol->lcnbmp_lock);
1355                 ntfs_unmap_page(page);
1356                 /* Update the mft bitmap runlist. */
1357                 rl->length++;
1358                 rl[1].vcn++;
1359                 status.added_cluster = 1;
1360                 ntfs_debug("Appending one cluster to mft bitmap.");
1361         } else {
1362                 up_write(&vol->lcnbmp_lock);
1363                 ntfs_unmap_page(page);
1364                 /* Allocate a cluster from the DATA_ZONE. */
1365                 rl2 = ntfs_cluster_alloc(vol, rl[1].vcn, 1, lcn, DATA_ZONE,
1366                                 true);
1367                 if (IS_ERR(rl2)) {
1368                         up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1369                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to allocate a cluster for "
1370                                         "the mft bitmap.");
1371                         return PTR_ERR(rl2);
1372                 }
1373                 rl = ntfs_runlists_merge(mftbmp_ni->runlist.rl, rl2);
1374                 if (IS_ERR(rl)) {
1375                         up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1376                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to merge runlists for mft "
1377                                         "bitmap.");
1378                         if (ntfs_cluster_free_from_rl(vol, rl2)) {
1379                                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to deallocate "
1380                                                 "allocated cluster.%s", es);
1381                                 NVolSetErrors(vol);
1382                         }
1383                         ntfs_free(rl2);
1384                         return PTR_ERR(rl);
1385                 }
1386                 mftbmp_ni->runlist.rl = rl;
1387                 status.added_run = 1;
1388                 ntfs_debug("Adding one run to mft bitmap.");
1389                 /* Find the last run in the new runlist. */
1390                 for (; rl[1].length; rl++)
1391                         ;
1392         }
1393         /*
1394          * Update the attribute record as well.  Note: @rl is the last
1395          * (non-terminator) runlist element of mft bitmap.
1396          */
1397         mrec = map_mft_record(mft_ni);
1398         if (IS_ERR(mrec)) {
1399                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map mft record.");
1400                 ret = PTR_ERR(mrec);
1401                 goto undo_alloc;
1402         }
1403         ctx = ntfs_attr_get_search_ctx(mft_ni, mrec);
1404         if (unlikely(!ctx)) {
1405                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to get search context.");
1406                 ret = -ENOMEM;
1407                 goto undo_alloc;
1408         }
1409         ret = ntfs_attr_lookup(mftbmp_ni->type, mftbmp_ni->name,
1410                         mftbmp_ni->name_len, CASE_SENSITIVE, rl[1].vcn, NULL,
1411                         0, ctx);
1412         if (unlikely(ret)) {
1413                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find last attribute extent of "
1414                                 "mft bitmap attribute.");
1415                 if (ret == -ENOENT)
1416                         ret = -EIO;
1417                 goto undo_alloc;
1418         }
1419         a = ctx->attr;
1420         ll = sle64_to_cpu(a->data.non_resident.lowest_vcn);
1421         /* Search back for the previous last allocated cluster of mft bitmap. */
1422         for (rl2 = rl; rl2 > mftbmp_ni->runlist.rl; rl2--) {
1423                 if (ll >= rl2->vcn)
1424                         break;
1425         }
1426         BUG_ON(ll < rl2->vcn);
1427         BUG_ON(ll >= rl2->vcn + rl2->length);
1428         /* Get the size for the new mapping pairs array for this extent. */
1429         mp_size = ntfs_get_size_for_mapping_pairs(vol, rl2, ll, -1);
1430         if (unlikely(mp_size <= 0)) {
1431                 ntfs_error(vol->sb, "Get size for mapping pairs failed for "
1432                                 "mft bitmap attribute extent.");
1433                 ret = mp_size;
1434                 if (!ret)
1435                         ret = -EIO;
1436                 goto undo_alloc;
1437         }
1438         /* Expand the attribute record if necessary. */
1439         old_alen = le32_to_cpu(a->length);
1440         ret = ntfs_attr_record_resize(ctx->mrec, a, mp_size +
1441                         le16_to_cpu(a->data.non_resident.mapping_pairs_offset));
1442         if (unlikely(ret)) {
1443                 if (ret != -ENOSPC) {
1444                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to resize attribute "
1445                                         "record for mft bitmap attribute.");
1446                         goto undo_alloc;
1447                 }
1448                 // TODO: Deal with this by moving this extent to a new mft
1449                 // record or by starting a new extent in a new mft record or by
1450                 // moving other attributes out of this mft record.
1451                 // Note: It will need to be a special mft record and if none of
1452                 // those are available it gets rather complicated...
1453                 ntfs_error(vol->sb, "Not enough space in this mft record to "
1454                                 "accommodate extended mft bitmap attribute "
1455                                 "extent.  Cannot handle this yet.");
1456                 ret = -EOPNOTSUPP;
1457                 goto undo_alloc;
1458         }
1459         status.mp_rebuilt = 1;
1460         /* Generate the mapping pairs array directly into the attr record. */
1461         ret = ntfs_mapping_pairs_build(vol, (u8*)a +
1462                         le16_to_cpu(a->data.non_resident.mapping_pairs_offset),
1463                         mp_size, rl2, ll, -1, NULL);
1464         if (unlikely(ret)) {
1465                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to build mapping pairs array for "
1466                                 "mft bitmap attribute.");
1467                 goto undo_alloc;
1468         }
1469         /* Update the highest_vcn. */
1470         a->data.non_resident.highest_vcn = cpu_to_sle64(rl[1].vcn - 1);
1471         /*
1472          * We now have extended the mft bitmap allocated_size by one cluster.
1473          * Reflect this in the ntfs_inode structure and the attribute record.
1474          */
1475         if (a->data.non_resident.lowest_vcn) {
1476                 /*
1477                  * We are not in the first attribute extent, switch to it, but
1478                  * first ensure the changes will make it to disk later.
1479                  */
1480                 flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1481                 mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1482                 ntfs_attr_reinit_search_ctx(ctx);
1483                 ret = ntfs_attr_lookup(mftbmp_ni->type, mftbmp_ni->name,
1484                                 mftbmp_ni->name_len, CASE_SENSITIVE, 0, NULL,
1485                                 0, ctx);
1486                 if (unlikely(ret)) {
1487                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to find first attribute "
1488                                         "extent of mft bitmap attribute.");
1489                         goto restore_undo_alloc;
1490                 }
1491                 a = ctx->attr;
1492         }
1493         write_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1494         mftbmp_ni->allocated_size += vol->cluster_size;
1495         a->data.non_resident.allocated_size =
1496                         cpu_to_sle64(mftbmp_ni->allocated_size);
1497         write_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1498         /* Ensure the changes make it to disk. */
1499         flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1500         mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1501         ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1502         unmap_mft_record(mft_ni);
1503         up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1504         ntfs_debug("Done.");
1505         return 0;
1506 restore_undo_alloc:
1507         ntfs_attr_reinit_search_ctx(ctx);
1508         if (ntfs_attr_lookup(mftbmp_ni->type, mftbmp_ni->name,
1509                         mftbmp_ni->name_len, CASE_SENSITIVE, rl[1].vcn, NULL,
1510                         0, ctx)) {
1511                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find last attribute extent of "
1512                                 "mft bitmap attribute.%s", es);
1513                 write_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1514                 mftbmp_ni->allocated_size += vol->cluster_size;
1515                 write_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1516                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1517                 unmap_mft_record(mft_ni);
1518                 up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1519                 /*
1520                  * The only thing that is now wrong is ->allocated_size of the
1521                  * base attribute extent which chkdsk should be able to fix.
1522                  */
1523                 NVolSetErrors(vol);
1524                 return ret;
1525         }
1526         a = ctx->attr;
1527         a->data.non_resident.highest_vcn = cpu_to_sle64(rl[1].vcn - 2);
1528 undo_alloc:
1529         if (status.added_cluster) {
1530                 /* Truncate the last run in the runlist by one cluster. */
1531                 rl->length--;
1532                 rl[1].vcn--;
1533         } else if (status.added_run) {
1534                 lcn = rl->lcn;
1535                 /* Remove the last run from the runlist. */
1536                 rl->lcn = rl[1].lcn;
1537                 rl->length = 0;
1538         }
1539         /* Deallocate the cluster. */
1540         down_write(&vol->lcnbmp_lock);
1541         if (ntfs_bitmap_clear_bit(vol->lcnbmp_ino, lcn)) {
1542                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to free allocated cluster.%s", es);
1543                 NVolSetErrors(vol);
1544         }
1545         up_write(&vol->lcnbmp_lock);
1546         if (status.mp_rebuilt) {
1547                 if (ntfs_mapping_pairs_build(vol, (u8*)a + le16_to_cpu(
1548                                 a->data.non_resident.mapping_pairs_offset),
1549                                 old_alen - le16_to_cpu(
1550                                 a->data.non_resident.mapping_pairs_offset),
1551                                 rl2, ll, -1, NULL)) {
1552                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to restore mapping pairs "
1553                                         "array.%s", es);
1554                         NVolSetErrors(vol);
1555                 }
1556                 if (ntfs_attr_record_resize(ctx->mrec, a, old_alen)) {
1557                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to restore attribute "
1558                                         "record.%s", es);
1559                         NVolSetErrors(vol);
1560                 }
1561                 flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1562                 mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1563         }
1564         if (ctx)
1565                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1566         if (!IS_ERR(mrec))
1567                 unmap_mft_record(mft_ni);
1568         up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1569         return ret;
1570 }
1571
1572 /**
1573  * ntfs_mft_bitmap_extend_initialized_nolock - extend mftbmp initialized data
1574  * @vol:        volume on which to extend the mft bitmap attribute
1575  *
1576  * Extend the initialized portion of the mft bitmap attribute on the ntfs
1577  * volume @vol by 8 bytes.
1578  *
1579  * Note:  Only changes initialized_size and data_size, i.e. requires that
1580  * allocated_size is big enough to fit the new initialized_size.
1581  *
1582  * Return 0 on success and -error on error.
1583  *
1584  * Locking: Caller must hold vol->mftbmp_lock for writing.
1585  */
1586 static int ntfs_mft_bitmap_extend_initialized_nolock(ntfs_volume *vol)
1587 {
1588         s64 old_data_size, old_initialized_size;
1589         unsigned long flags;
1590         struct inode *mftbmp_vi;
1591         ntfs_inode *mft_ni, *mftbmp_ni;
1592         ntfs_attr_search_ctx *ctx;
1593         MFT_RECORD *mrec;
1594         ATTR_RECORD *a;
1595         int ret;
1596
1597         ntfs_debug("Extending mft bitmap initiailized (and data) size.");
1598         mft_ni = NTFS_I(vol->mft_ino);
1599         mftbmp_vi = vol->mftbmp_ino;
1600         mftbmp_ni = NTFS_I(mftbmp_vi);
1601         /* Get the attribute record. */
1602         mrec = map_mft_record(mft_ni);
1603         if (IS_ERR(mrec)) {
1604                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map mft record.");
1605                 return PTR_ERR(mrec);
1606         }
1607         ctx = ntfs_attr_get_search_ctx(mft_ni, mrec);
1608         if (unlikely(!ctx)) {
1609                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to get search context.");
1610                 ret = -ENOMEM;
1611                 goto unm_err_out;
1612         }
1613         ret = ntfs_attr_lookup(mftbmp_ni->type, mftbmp_ni->name,
1614                         mftbmp_ni->name_len, CASE_SENSITIVE, 0, NULL, 0, ctx);
1615         if (unlikely(ret)) {
1616                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find first attribute extent of "
1617                                 "mft bitmap attribute.");
1618                 if (ret == -ENOENT)
1619                         ret = -EIO;
1620                 goto put_err_out;
1621         }
1622         a = ctx->attr;
1623         write_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1624         old_data_size = i_size_read(mftbmp_vi);
1625         old_initialized_size = mftbmp_ni->initialized_size;
1626         /*
1627          * We can simply update the initialized_size before filling the space
1628          * with zeroes because the caller is holding the mft bitmap lock for
1629          * writing which ensures that no one else is trying to access the data.
1630          */
1631         mftbmp_ni->initialized_size += 8;
1632         a->data.non_resident.initialized_size =
1633                         cpu_to_sle64(mftbmp_ni->initialized_size);
1634         if (mftbmp_ni->initialized_size > old_data_size) {
1635                 i_size_write(mftbmp_vi, mftbmp_ni->initialized_size);
1636                 a->data.non_resident.data_size =
1637                                 cpu_to_sle64(mftbmp_ni->initialized_size);
1638         }
1639         write_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1640         /* Ensure the changes make it to disk. */
1641         flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1642         mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1643         ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1644         unmap_mft_record(mft_ni);
1645         /* Initialize the mft bitmap attribute value with zeroes. */
1646         ret = ntfs_attr_set(mftbmp_ni, old_initialized_size, 8, 0);
1647         if (likely(!ret)) {
1648                 ntfs_debug("Done.  (Wrote eight initialized bytes to mft "
1649                                 "bitmap.");
1650                 return 0;
1651         }
1652         ntfs_error(vol->sb, "Failed to write to mft bitmap.");
1653         /* Try to recover from the error. */
1654         mrec = map_mft_record(mft_ni);
1655         if (IS_ERR(mrec)) {
1656                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map mft record.%s", es);
1657                 NVolSetErrors(vol);
1658                 return ret;
1659         }
1660         ctx = ntfs_attr_get_search_ctx(mft_ni, mrec);
1661         if (unlikely(!ctx)) {
1662                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to get search context.%s", es);
1663                 NVolSetErrors(vol);
1664                 goto unm_err_out;
1665         }
1666         if (ntfs_attr_lookup(mftbmp_ni->type, mftbmp_ni->name,
1667                         mftbmp_ni->name_len, CASE_SENSITIVE, 0, NULL, 0, ctx)) {
1668                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find first attribute extent of "
1669                                 "mft bitmap attribute.%s", es);
1670                 NVolSetErrors(vol);
1671 put_err_out:
1672                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1673 unm_err_out:
1674                 unmap_mft_record(mft_ni);
1675                 goto err_out;
1676         }
1677         a = ctx->attr;
1678         write_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1679         mftbmp_ni->initialized_size = old_initialized_size;
1680         a->data.non_resident.initialized_size =
1681                         cpu_to_sle64(old_initialized_size);
1682         if (i_size_read(mftbmp_vi) != old_data_size) {
1683                 i_size_write(mftbmp_vi, old_data_size);
1684                 a->data.non_resident.data_size = cpu_to_sle64(old_data_size);
1685         }
1686         write_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1687         flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1688         mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1689         ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1690         unmap_mft_record(mft_ni);
1691 #ifdef DEBUG
1692         read_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1693         ntfs_debug("Restored status of mftbmp: allocated_size 0x%llx, "
1694                         "data_size 0x%llx, initialized_size 0x%llx.",
1695                         (long long)mftbmp_ni->allocated_size,
1696                         (long long)i_size_read(mftbmp_vi),
1697                         (long long)mftbmp_ni->initialized_size);
1698         read_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1699 #endif /* DEBUG */
1700 err_out:
1701         return ret;
1702 }
1703
1704 /**
1705  * ntfs_mft_data_extend_allocation_nolock - extend mft data attribute
1706  * @vol:        volume on which to extend the mft data attribute
1707  *
1708  * Extend the mft data attribute on the ntfs volume @vol by 16 mft records
1709  * worth of clusters or if not enough space for this by one mft record worth
1710  * of clusters.
1711  *
1712  * Note:  Only changes allocated_size, i.e. does not touch initialized_size or
1713  * data_size.
1714  *
1715  * Return 0 on success and -errno on error.
1716  *
1717  * Locking: - Caller must hold vol->mftbmp_lock for writing.
1718  *          - This function takes NTFS_I(vol->mft_ino)->runlist.lock for
1719  *            writing and releases it before returning.
1720  *          - This function calls functions which take vol->lcnbmp_lock for
1721  *            writing and release it before returning.
1722  */
1723 static int ntfs_mft_data_extend_allocation_nolock(ntfs_volume *vol)
1724 {
1725         LCN lcn;
1726         VCN old_last_vcn;
1727         s64 min_nr, nr, ll;
1728         unsigned long flags;
1729         ntfs_inode *mft_ni;
1730         runlist_element *rl, *rl2;
1731         ntfs_attr_search_ctx *ctx = NULL;
1732         MFT_RECORD *mrec;
1733         ATTR_RECORD *a = NULL;
1734         int ret, mp_size;
1735         u32 old_alen = 0;
1736         bool mp_rebuilt = false;
1737
1738         ntfs_debug("Extending mft data allocation.");
1739         mft_ni = NTFS_I(vol->mft_ino);
1740         /*
1741          * Determine the preferred allocation location, i.e. the last lcn of
1742          * the mft data attribute.  The allocated size of the mft data
1743          * attribute cannot be zero so we are ok to do this.
1744          */
1745         down_write(&mft_ni->runlist.lock);
1746         read_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
1747         ll = mft_ni->allocated_size;
1748         read_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
1749         rl = ntfs_attr_find_vcn_nolock(mft_ni,
1750                         (ll - 1) >> vol->cluster_size_bits, NULL);
1751         if (unlikely(IS_ERR(rl) || !rl->length || rl->lcn < 0)) {
1752                 up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1753                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to determine last allocated "
1754                                 "cluster of mft data attribute.");
1755                 if (!IS_ERR(rl))
1756                         ret = -EIO;
1757                 else
1758                         ret = PTR_ERR(rl);
1759                 return ret;
1760         }
1761         lcn = rl->lcn + rl->length;
1762         ntfs_debug("Last lcn of mft data attribute is 0x%llx.", (long long)lcn);
1763         /* Minimum allocation is one mft record worth of clusters. */
1764         min_nr = vol->mft_record_size >> vol->cluster_size_bits;
1765         if (!min_nr)
1766                 min_nr = 1;
1767         /* Want to allocate 16 mft records worth of clusters. */
1768         nr = vol->mft_record_size << 4 >> vol->cluster_size_bits;
1769         if (!nr)
1770                 nr = min_nr;
1771         /* Ensure we do not go above 2^32-1 mft records. */
1772         read_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
1773         ll = mft_ni->allocated_size;
1774         read_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
1775         if (unlikely((ll + (nr << vol->cluster_size_bits)) >>
1776                         vol->mft_record_size_bits >= (1ll << 32))) {
1777                 nr = min_nr;
1778                 if (unlikely((ll + (nr << vol->cluster_size_bits)) >>
1779                                 vol->mft_record_size_bits >= (1ll << 32))) {
1780                         ntfs_warning(vol->sb, "Cannot allocate mft record "
1781                                         "because the maximum number of inodes "
1782                                         "(2^32) has already been reached.");
1783                         up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1784                         return -ENOSPC;
1785                 }
1786         }
1787         ntfs_debug("Trying mft data allocation with %s cluster count %lli.",
1788                         nr > min_nr ? "default" : "minimal", (long long)nr);
1789         old_last_vcn = rl[1].vcn;
1790         do {
1791                 rl2 = ntfs_cluster_alloc(vol, old_last_vcn, nr, lcn, MFT_ZONE,
1792                                 true);
1793                 if (likely(!IS_ERR(rl2)))
1794                         break;
1795                 if (PTR_ERR(rl2) != -ENOSPC || nr == min_nr) {
1796                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to allocate the minimal "
1797                                         "number of clusters (%lli) for the "
1798                                         "mft data attribute.", (long long)nr);
1799                         up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1800                         return PTR_ERR(rl2);
1801                 }
1802                 /*
1803                  * There is not enough space to do the allocation, but there
1804                  * might be enough space to do a minimal allocation so try that
1805                  * before failing.
1806                  */
1807                 nr = min_nr;
1808                 ntfs_debug("Retrying mft data allocation with minimal cluster "
1809                                 "count %lli.", (long long)nr);
1810         } while (1);
1811         rl = ntfs_runlists_merge(mft_ni->runlist.rl, rl2);
1812         if (IS_ERR(rl)) {
1813                 up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1814                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to merge runlists for mft data "
1815                                 "attribute.");
1816                 if (ntfs_cluster_free_from_rl(vol, rl2)) {
1817                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to deallocate clusters "
1818                                         "from the mft data attribute.%s", es);
1819                         NVolSetErrors(vol);
1820                 }
1821                 ntfs_free(rl2);
1822                 return PTR_ERR(rl);
1823         }
1824         mft_ni->runlist.rl = rl;
1825         ntfs_debug("Allocated %lli clusters.", (long long)nr);
1826         /* Find the last run in the new runlist. */
1827         for (; rl[1].length; rl++)
1828                 ;
1829         /* Update the attribute record as well. */
1830         mrec = map_mft_record(mft_ni);
1831         if (IS_ERR(mrec)) {
1832                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map mft record.");
1833                 ret = PTR_ERR(mrec);
1834                 goto undo_alloc;
1835         }
1836         ctx = ntfs_attr_get_search_ctx(mft_ni, mrec);
1837         if (unlikely(!ctx)) {
1838                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to get search context.");
1839                 ret = -ENOMEM;
1840                 goto undo_alloc;
1841         }
1842         ret = ntfs_attr_lookup(mft_ni->type, mft_ni->name, mft_ni->name_len,
1843                         CASE_SENSITIVE, rl[1].vcn, NULL, 0, ctx);
1844         if (unlikely(ret)) {
1845                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find last attribute extent of "
1846                                 "mft data attribute.");
1847                 if (ret == -ENOENT)
1848                         ret = -EIO;
1849                 goto undo_alloc;
1850         }
1851         a = ctx->attr;
1852         ll = sle64_to_cpu(a->data.non_resident.lowest_vcn);
1853         /* Search back for the previous last allocated cluster of mft bitmap. */
1854         for (rl2 = rl; rl2 > mft_ni->runlist.rl; rl2--) {
1855                 if (ll >= rl2->vcn)
1856                         break;
1857         }
1858         BUG_ON(ll < rl2->vcn);
1859         BUG_ON(ll >= rl2->vcn + rl2->length);
1860         /* Get the size for the new mapping pairs array for this extent. */
1861         mp_size = ntfs_get_size_for_mapping_pairs(vol, rl2, ll, -1);
1862         if (unlikely(mp_size <= 0)) {
1863                 ntfs_error(vol->sb, "Get size for mapping pairs failed for "
1864                                 "mft data attribute extent.");
1865                 ret = mp_size;
1866                 if (!ret)
1867                         ret = -EIO;
1868                 goto undo_alloc;
1869         }
1870         /* Expand the attribute record if necessary. */
1871         old_alen = le32_to_cpu(a->length);
1872         ret = ntfs_attr_record_resize(ctx->mrec, a, mp_size +
1873                         le16_to_cpu(a->data.non_resident.mapping_pairs_offset));
1874         if (unlikely(ret)) {
1875                 if (ret != -ENOSPC) {
1876                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to resize attribute "
1877                                         "record for mft data attribute.");
1878                         goto undo_alloc;
1879                 }
1880                 // TODO: Deal with this by moving this extent to a new mft
1881                 // record or by starting a new extent in a new mft record or by
1882                 // moving other attributes out of this mft record.
1883                 // Note: Use the special reserved mft records and ensure that
1884                 // this extent is not required to find the mft record in
1885                 // question.  If no free special records left we would need to
1886                 // move an existing record away, insert ours in its place, and
1887                 // then place the moved record into the newly allocated space
1888                 // and we would then need to update all references to this mft
1889                 // record appropriately.  This is rather complicated...
1890                 ntfs_error(vol->sb, "Not enough space in this mft record to "
1891                                 "accommodate extended mft data attribute "
1892                                 "extent.  Cannot handle this yet.");
1893                 ret = -EOPNOTSUPP;
1894                 goto undo_alloc;
1895         }
1896         mp_rebuilt = true;
1897         /* Generate the mapping pairs array directly into the attr record. */
1898         ret = ntfs_mapping_pairs_build(vol, (u8*)a +
1899                         le16_to_cpu(a->data.non_resident.mapping_pairs_offset),
1900                         mp_size, rl2, ll, -1, NULL);
1901         if (unlikely(ret)) {
1902                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to build mapping pairs array of "
1903                                 "mft data attribute.");
1904                 goto undo_alloc;
1905         }
1906         /* Update the highest_vcn. */
1907         a->data.non_resident.highest_vcn = cpu_to_sle64(rl[1].vcn - 1);
1908         /*
1909          * We now have extended the mft data allocated_size by nr clusters.
1910          * Reflect this in the ntfs_inode structure and the attribute record.
1911          * @rl is the last (non-terminator) runlist element of mft data
1912          * attribute.
1913          */
1914         if (a->data.non_resident.lowest_vcn) {
1915                 /*
1916                  * We are not in the first attribute extent, switch to it, but
1917                  * first ensure the changes will make it to disk later.
1918                  */
1919                 flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1920                 mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1921                 ntfs_attr_reinit_search_ctx(ctx);
1922                 ret = ntfs_attr_lookup(mft_ni->type, mft_ni->name,
1923                                 mft_ni->name_len, CASE_SENSITIVE, 0, NULL, 0,
1924                                 ctx);
1925                 if (unlikely(ret)) {
1926                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to find first attribute "
1927                                         "extent of mft data attribute.");
1928                         goto restore_undo_alloc;
1929                 }
1930                 a = ctx->attr;
1931         }
1932         write_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
1933         mft_ni->allocated_size += nr << vol->cluster_size_bits;
1934         a->data.non_resident.allocated_size =
1935                         cpu_to_sle64(mft_ni->allocated_size);
1936         write_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
1937         /* Ensure the changes make it to disk. */
1938         flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1939         mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1940         ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1941         unmap_mft_record(mft_ni);
1942         up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1943         ntfs_debug("Done.");
1944         return 0;
1945 restore_undo_alloc:
1946         ntfs_attr_reinit_search_ctx(ctx);
1947         if (ntfs_attr_lookup(mft_ni->type, mft_ni->name, mft_ni->name_len,
1948                         CASE_SENSITIVE, rl[1].vcn, NULL, 0, ctx)) {
1949                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find last attribute extent of "
1950                                 "mft data attribute.%s", es);
1951                 write_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
1952                 mft_ni->allocated_size += nr << vol->cluster_size_bits;
1953                 write_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
1954                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1955                 unmap_mft_record(mft_ni);
1956                 up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1957                 /*
1958                  * The only thing that is now wrong is ->allocated_size of the
1959                  * base attribute extent which chkdsk should be able to fix.
1960                  */
1961                 NVolSetErrors(vol);
1962                 return ret;
1963         }
1964         ctx->attr->data.non_resident.highest_vcn =
1965                         cpu_to_sle64(old_last_vcn - 1);
1966 undo_alloc:
1967         if (ntfs_cluster_free(mft_ni, old_last_vcn, -1, ctx) < 0) {
1968                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to free clusters from mft data "
1969                                 "attribute.%s", es);
1970                 NVolSetErrors(vol);
1971         }
1972         a = ctx->attr;
1973         if (ntfs_rl_truncate_nolock(vol, &mft_ni->runlist, old_last_vcn)) {
1974                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to truncate mft data attribute "
1975                                 "runlist.%s", es);
1976                 NVolSetErrors(vol);
1977         }
1978         if (mp_rebuilt && !IS_ERR(ctx->mrec)) {
1979                 if (ntfs_mapping_pairs_build(vol, (u8*)a + le16_to_cpu(
1980                                 a->data.non_resident.mapping_pairs_offset),
1981                                 old_alen - le16_to_cpu(
1982                                 a->data.non_resident.mapping_pairs_offset),
1983                                 rl2, ll, -1, NULL)) {
1984                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to restore mapping pairs "
1985                                         "array.%s", es);
1986                         NVolSetErrors(vol);
1987                 }
1988                 if (ntfs_attr_record_resize(ctx->mrec, a, old_alen)) {
1989                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to restore attribute "
1990                                         "record.%s", es);
1991                         NVolSetErrors(vol);
1992                 }
1993                 flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1994                 mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1995         } else if (IS_ERR(ctx->mrec)) {
1996                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to restore attribute search "
1997                                 "context.%s", es);
1998                 NVolSetErrors(vol);
1999         }
2000         if (ctx)
2001                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
2002         if (!IS_ERR(mrec))
2003                 unmap_mft_record(mft_ni);
2004         up_write(&mft_ni->runlist.lock);
2005         return ret;
2006 }
2007
2008 /**
2009  * ntfs_mft_record_layout - layout an mft record into a memory buffer
2010  * @vol:        volume to which the mft record will belong
2011  * @mft_no:     mft reference specifying the mft record number
2012  * @m:          destination buffer of size >= @vol->mft_record_size bytes
2013  *
2014  * Layout an empty, unused mft record with the mft record number @mft_no into
2015  * the buffer @m.  The volume @vol is needed because the mft record structure
2016  * was modified in NTFS 3.1 so we need to know which volume version this mft
2017  * record will be used on.
2018  *
2019  * Return 0 on success and -errno on error.
2020  */
2021 static int ntfs_mft_record_layout(const ntfs_volume *vol, const s64 mft_no,
2022                 MFT_RECORD *m)
2023 {
2024         ATTR_RECORD *a;
2025
2026         ntfs_debug("Entering for mft record 0x%llx.", (long long)mft_no);
2027         if (mft_no >= (1ll << 32)) {
2028                 ntfs_error(vol->sb, "Mft record number 0x%llx exceeds "
2029                                 "maximum of 2^32.", (long long)mft_no);
2030                 return -ERANGE;
2031         }
2032         /* Start by clearing the whole mft record to gives us a clean slate. */
2033         memset(m, 0, vol->mft_record_size);
2034         /* Aligned to 2-byte boundary. */
2035         if (vol->major_ver < 3 || (vol->major_ver == 3 && !vol->minor_ver))
2036                 m->usa_ofs = cpu_to_le16((sizeof(MFT_RECORD_OLD) + 1) & ~1);
2037         else {
2038                 m->usa_ofs = cpu_to_le16((sizeof(MFT_RECORD) + 1) & ~1);
2039                 /*
2040                  * Set the NTFS 3.1+ specific fields while we know that the
2041                  * volume version is 3.1+.
2042                  */
2043                 m->reserved = 0;
2044                 m->mft_record_number = cpu_to_le32((u32)mft_no);
2045         }
2046         m->magic = magic_FILE;
2047         if (vol->mft_record_size >= NTFS_BLOCK_SIZE)
2048                 m->usa_count = cpu_to_le16(vol->mft_record_size /
2049                                 NTFS_BLOCK_SIZE + 1);
2050         else {
2051                 m->usa_count = cpu_to_le16(1);
2052                 ntfs_warning(vol->sb, "Sector size is bigger than mft record "
2053                                 "size.  Setting usa_count to 1.  If chkdsk "
2054                                 "reports this as corruption, please email "
2055                                 "linux-ntfs-dev@lists.sourceforge.net stating "
2056                                 "that you saw this message and that the "
2057                                 "modified filesystem created was corrupt.  "
2058                                 "Thank you.");
2059         }
2060         /* Set the update sequence number to 1. */
2061         *(le16*)((u8*)m + le16_to_cpu(m->usa_ofs)) = cpu_to_le16(1);
2062         m->lsn = 0;
2063         m->sequence_number = cpu_to_le16(1);
2064         m->link_count = 0;
2065         /*
2066          * Place the attributes straight after the update sequence array,
2067          * aligned to 8-byte boundary.
2068          */
2069         m->attrs_offset = cpu_to_le16((le16_to_cpu(m->usa_ofs) +
2070                         (le16_to_cpu(m->usa_count) << 1) + 7) & ~7);
2071         m->flags = 0;
2072         /*
2073          * Using attrs_offset plus eight bytes (for the termination attribute).
2074          * attrs_offset is already aligned to 8-byte boundary, so no need to
2075          * align again.
2076          */
2077         m->bytes_in_use = cpu_to_le32(le16_to_cpu(m->attrs_offset) + 8);
2078         m->bytes_allocated = cpu_to_le32(vol->mft_record_size);
2079         m->base_mft_record = 0;
2080         m->next_attr_instance = 0;
2081         /* Add the termination attribute. */
2082         a = (ATTR_RECORD*)((u8*)m + le16_to_cpu(m->attrs_offset));
2083         a->type = AT_END;
2084         a->length = 0;
2085         ntfs_debug("Done.");
2086         return 0;
2087 }
2088
2089 /**
2090  * ntfs_mft_record_format - format an mft record on an ntfs volume
2091  * @vol:        volume on which to format the mft record
2092  * @mft_no:     mft record number to format
2093  *
2094  * Format the mft record @mft_no in $MFT/$DATA, i.e. lay out an empty, unused
2095  * mft record into the appropriate place of the mft data attribute.  This is
2096  * used when extending the mft data attribute.
2097  *
2098  * Return 0 on success and -errno on error.
2099  */
2100 static int ntfs_mft_record_format(const ntfs_volume *vol, const s64 mft_no)
2101 {
2102         loff_t i_size;
2103         struct inode *mft_vi = vol->mft_ino;
2104         struct page *page;
2105         MFT_RECORD *m;
2106         pgoff_t index, end_index;
2107         unsigned int ofs;
2108         int err;
2109
2110         ntfs_debug("Entering for mft record 0x%llx.", (long long)mft_no);
2111         /*
2112          * The index into the page cache and the offset within the page cache
2113          * page of the wanted mft record.
2114          */
2115         index = mft_no << vol->mft_record_size_bits >> PAGE_SHIFT;
2116         ofs = (mft_no << vol->mft_record_size_bits) & ~PAGE_MASK;
2117         /* The maximum valid index into the page cache for $MFT's data. */
2118         i_size = i_size_read(mft_vi);
2119         end_index = i_size >> PAGE_SHIFT;
2120         if (unlikely(index >= end_index)) {
2121                 if (unlikely(index > end_index || ofs + vol->mft_record_size >=
2122                                 (i_size & ~PAGE_MASK))) {
2123                         ntfs_error(vol->sb, "Tried to format non-existing mft "
2124                                         "record 0x%llx.", (long long)mft_no);
2125                         return -ENOENT;
2126                 }
2127         }
2128         /* Read, map, and pin the page containing the mft record. */
2129         page = ntfs_map_page(mft_vi->i_mapping, index);
2130         if (IS_ERR(page)) {
2131                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map page containing mft record "
2132                                 "to format 0x%llx.", (long long)mft_no);
2133                 return PTR_ERR(page);
2134         }
2135         lock_page(page);
2136         BUG_ON(!PageUptodate(page));
2137         ClearPageUptodate(page);
2138         m = (MFT_RECORD*)((u8*)page_address(page) + ofs);
2139         err = ntfs_mft_record_layout(vol, mft_no, m);
2140         if (unlikely(err)) {
2141                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to layout mft record 0x%llx.",
2142                                 (long long)mft_no);
2143                 SetPageUptodate(page);
2144                 unlock_page(page);
2145                 ntfs_unmap_page(page);
2146                 return err;
2147         }
2148         flush_dcache_page(page);
2149         SetPageUptodate(page);
2150         unlock_page(page);
2151         /*
2152          * Make sure the mft record is written out to disk.  We could use
2153          * ilookup5() to check if an inode is in icache and so on but this is
2154          * unnecessary as ntfs_writepage() will write the dirty record anyway.
2155          */
2156         mark_ntfs_record_dirty(page, ofs);
2157         ntfs_unmap_page(page);
2158         ntfs_debug("Done.");
2159         return 0;
2160 }
2161
2162 /**
2163  * ntfs_mft_record_alloc - allocate an mft record on an ntfs volume
2164  * @vol:        [IN]  volume on which to allocate the mft record
2165  * @mode:       [IN]  mode if want a file or directory, i.e. base inode or 0
2166  * @base_ni:    [IN]  open base inode if allocating an extent mft record or NULL
2167  * @mrec:       [OUT] on successful return this is the mapped mft record
2168  *
2169  * Allocate an mft record in $MFT/$DATA of an open ntfs volume @vol.
2170  *
2171  * If @base_ni is NULL make the mft record a base mft record, i.e. a file or
2172  * direvctory inode, and allocate it at the default allocator position.  In
2173  * this case @mode is the file mode as given to us by the caller.  We in
2174  * particular use @mode to distinguish whether a file or a directory is being
2175  * created (S_IFDIR(mode) and S_IFREG(mode), respectively).
2176  *
2177  * If @base_ni is not NULL make the allocated mft record an extent record,
2178  * allocate it starting at the mft record after the base mft record and attach
2179  * the allocated and opened ntfs inode to the base inode @base_ni.  In this
2180  * case @mode must be 0 as it is meaningless for extent inodes.
2181  *
2182  * You need to check the return value with IS_ERR().  If false, the function
2183  * was successful and the return value is the now opened ntfs inode of the
2184  * allocated mft record.  *@mrec is then set to the allocated, mapped, pinned,
2185  * and locked mft record.  If IS_ERR() is true, the function failed and the
2186  * error code is obtained from PTR_ERR(return value).  *@mrec is undefined in
2187  * this case.
2188  *
2189  * Allocation strategy:
2190  *
2191  * To find a free mft record, we scan the mft bitmap for a zero bit.  To
2192  * optimize this we start scanning at the place specified by @base_ni or if
2193  * @base_ni is NULL we start where we last stopped and we perform wrap around
2194  * when we reach the end.  Note, we do not try to allocate mft records below
2195  * number 24 because numbers 0 to 15 are the defined system files anyway and 16
2196  * to 24 are special in that they are used for storing extension mft records
2197  * for the $DATA attribute of $MFT.  This is required to avoid the possibility
2198  * of creating a runlist with a circular dependency which once written to disk
2199  * can never be read in again.  Windows will only use records 16 to 24 for
2200  * normal files if the volume is completely out of space.  We never use them
2201  * which means that when the volume is really out of space we cannot create any
2202  * more files while Windows can still create up to 8 small files.  We can start
2203  * doing this at some later time, it does not matter much for now.
2204  *
2205  * When scanning the mft bitmap, we only search up to the last allocated mft
2206  * record.  If there are no free records left in the range 24 to number of
2207  * allocated mft records, then we extend the $MFT/$DATA attribute in order to
2208  * create free mft records.  We extend the allocated size of $MFT/$DATA by 16
2209  * records at a time or one cluster, if cluster size is above 16kiB.  If there
2210  * is not sufficient space to do this, we try to extend by a single mft record
2211  * or one cluster, if cluster size is above the mft record size.
2212  *
2213  * No matter how many mft records we allocate, we initialize only the first
2214  * allocated mft record, incrementing mft data size and initialized size
2215  * accordingly, open an ntfs_inode for it and return it to the caller, unless
2216  * there are less than 24 mft records, in which case we allocate and initialize
2217  * mft records until we reach record 24 which we consider as the first free mft
2218  * record for use by normal files.
2219  *
2220  * If during any stage we overflow the initialized data in the mft bitmap, we
2221  * extend the initialized size (and data size) by 8 bytes, allocating another
2222  * cluster if required.  The bitmap data size has to be at least equal to the
2223  * number of mft records in the mft, but it can be bigger, in which case the
2224  * superflous bits are padded with zeroes.
2225  *
2226  * Thus, when we return successfully (IS_ERR() is false), we will have:
2227  *      - initialized / extended the mft bitmap if necessary,
2228  *      - initialized / extended the mft data if necessary,
2229  *      - set the bit corresponding to the mft record being allocated in the
2230  *        mft bitmap,
2231  *      - opened an ntfs_inode for the allocated mft record, and we will have
2232  *      - returned the ntfs_inode as well as the allocated mapped, pinned, and
2233  *        locked mft record.
2234  *
2235  * On error, the volume will be left in a consistent state and no record will
2236  * be allocated.  If rolling back a partial operation fails, we may leave some
2237  * inconsistent metadata in which case we set NVolErrors() so the volume is
2238  * left dirty when unmounted.
2239  *
2240  * Note, this function cannot make use of most of the normal functions, like
2241  * for example for attribute resizing, etc, because when the run list overflows
2242  * the base mft record and an attribute list is used, it is very important that
2243  * the extension mft records used to store the $DATA attribute of $MFT can be
2244  * reached without having to read the information contained inside them, as
2245  * this would make it impossible to find them in the first place after the
2246  * volume is unmounted.  $MFT/$BITMAP probably does not need to follow this
2247  * rule because the bitmap is not essential for finding the mft records, but on
2248  * the other hand, handling the bitmap in this special way would make life
2249  * easier because otherwise there might be circular invocations of functions
2250  * when reading the bitmap.
2251  */
2252 ntfs_inode *ntfs_mft_record_alloc(ntfs_volume *vol, const int mode,
2253                 ntfs_inode *base_ni, MFT_RECORD **mrec)
2254 {
2255         s64 ll, bit, old_data_initialized, old_data_size;
2256         unsigned long flags;
2257         struct inode *vi;
2258         struct page *page;
2259         ntfs_inode *mft_ni, *mftbmp_ni, *ni;
2260         ntfs_attr_search_ctx *ctx;
2261         MFT_RECORD *m;
2262         ATTR_RECORD *a;
2263         pgoff_t index;
2264         unsigned int ofs;
2265         int err;
2266         le16 seq_no, usn;
2267         bool record_formatted = false;
2268
2269         if (base_ni) {
2270                 ntfs_debug("Entering (allocating an extent mft record for "
2271                                 "base mft record 0x%llx).",
2272                                 (long long)base_ni->mft_no);
2273                 /* @mode and @base_ni are mutually exclusive. */
2274                 BUG_ON(mode);
2275         } else
2276                 ntfs_debug("Entering (allocating a base mft record).");
2277         if (mode) {
2278                 /* @mode and @base_ni are mutually exclusive. */
2279                 BUG_ON(base_ni);
2280                 /* We only support creation of normal files and directories. */
2281                 if (!S_ISREG(mode) && !S_ISDIR(mode))
2282                         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
2283         }
2284         BUG_ON(!mrec);
2285         mft_ni = NTFS_I(vol->mft_ino);
2286         mftbmp_ni = NTFS_I(vol->mftbmp_ino);
2287         down_write(&vol->mftbmp_lock);
2288         bit = ntfs_mft_bitmap_find_and_alloc_free_rec_nolock(vol, base_ni);
2289         if (bit >= 0) {
2290                 ntfs_debug("Found and allocated free record (#1), bit 0x%llx.",
2291                                 (long long)bit);
2292                 goto have_alloc_rec;
2293         }
2294         if (bit != -ENOSPC) {
2295                 up_write(&vol->mftbmp_lock);
2296                 return ERR_PTR(bit);
2297         }
2298         /*
2299          * No free mft records left.  If the mft bitmap already covers more
2300          * than the currently used mft records, the next records are all free,
2301          * so we can simply allocate the first unused mft record.
2302          * Note: We also have to make sure that the mft bitmap at least covers
2303          * the first 24 mft records as they are special and whilst they may not
2304          * be in use, we do not allocate from them.
2305          */
2306         read_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
2307         ll = mft_ni->initialized_size >> vol->mft_record_size_bits;
2308         read_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
2309         read_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
2310         old_data_initialized = mftbmp_ni->initialized_size;
2311         read_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
2312         if (old_data_initialized << 3 > ll && old_data_initialized > 3) {
2313                 bit = ll;
2314                 if (bit < 24)
2315                         bit = 24;
2316                 if (unlikely(bit >= (1ll << 32)))
2317                         goto max_err_out;
2318                 ntfs_debug("Found free record (#2), bit 0x%llx.",
2319                                 (long long)bit);
2320                 goto found_free_rec;
2321         }
2322         /*
2323          * The mft bitmap needs to be expanded until it covers the first unused
2324          * mft record that we can allocate.
2325          * Note: The smallest mft record we allocate is mft record 24.
2326          */
2327         bit = old_data_initialized << 3;
2328         if (unlikely(bit >= (1ll << 32)))
2329                 goto max_err_out;
2330         read_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
2331         old_data_size = mftbmp_ni->allocated_size;
2332         ntfs_debug("Status of mftbmp before extension: allocated_size 0x%llx, "
2333                         "data_size 0x%llx, initialized_size 0x%llx.",
2334                         (long long)old_data_size,
2335                         (long long)i_size_read(vol->mftbmp_ino),
2336                         (long long)old_data_initialized);
2337         read_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
2338         if (old_data_initialized + 8 > old_data_size) {
2339                 /* Need to extend bitmap by one more cluster. */
2340                 ntfs_debug("mftbmp: initialized_size + 8 > allocated_size.");
2341                 err = ntfs_mft_bitmap_extend_allocation_nolock(vol);
2342                 if (unlikely(err)) {
2343                         up_write(&vol->mftbmp_lock);
2344                         goto err_out;
2345                 }
2346 #ifdef DEBUG
2347                 read_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
2348                 ntfs_debug("Status of mftbmp after allocation extension: "
2349                                 "allocated_size 0x%llx, data_size 0x%llx, "
2350                                 "initialized_size 0x%llx.",
2351                                 (long long)mftbmp_ni->allocated_size,
2352                                 (long long)i_size_read(vol->mftbmp_ino),
2353                                 (long long)mftbmp_ni->initialized_size);
2354                 read_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
2355 #endif /* DEBUG */
2356         }
2357         /*
2358          * We now have sufficient allocated space, extend the initialized_size
2359          * as well as the data_size if necessary and fill the new space with
2360          * zeroes.
2361          */
2362         err = ntfs_mft_bitmap_extend_initialized_nolock(vol);
2363         if (unlikely(err)) {
2364                 up_write(&vol->mftbmp_lock);
2365                 goto err_out;
2366         }
2367 #ifdef DEBUG
2368         read_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
2369         ntfs_debug("Status of mftbmp after initialized extension: "
2370                         "allocated_size 0x%llx, data_size 0x%llx, "
2371                         "initialized_size 0x%llx.",
2372                         (long long)mftbmp_ni->allocated_size,
2373                         (long long)i_size_read(vol->mftbmp_ino),
2374                         (long long)mftbmp_ni->initialized_size);
2375         read_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
2376 #endif /* DEBUG */
2377         ntfs_debug("Found free record (#3), bit 0x%llx.", (long long)bit);
2378 found_free_rec:
2379         /* @bit is the found free mft record, allocate it in the mft bitmap. */
2380         ntfs_debug("At found_free_rec.");
2381         err = ntfs_bitmap_set_bit(vol->mftbmp_ino, bit);
2382         if (unlikely(err)) {
2383                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to allocate bit in mft bitmap.");
2384                 up_write(&vol->mftbmp_lock);
2385                 goto err_out;
2386         }
2387         ntfs_debug("Set bit 0x%llx in mft bitmap.", (long long)bit);
2388 have_alloc_rec:
2389         /*
2390          * The mft bitmap is now uptodate.  Deal with mft data attribute now.
2391          * Note, we keep hold of the mft bitmap lock for writing until all
2392          * modifications to the mft data attribute are complete, too, as they
2393          * will impact decisions for mft bitmap and mft record allocation done
2394          * by a parallel allocation and if the lock is not maintained a
2395          * parallel allocation could allocate the same mft record as this one.
2396          */
2397         ll = (bit + 1) << vol->mft_record_size_bits;
2398         read_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
2399         old_data_initialized = mft_ni->initialized_size;
2400         read_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
2401         if (ll <= old_data_initialized) {
2402                 ntfs_debug("Allocated mft record already initialized.");
2403                 goto mft_rec_already_initialized;
2404         }
2405         ntfs_debug("Initializing allocated mft record.");
2406         /*
2407          * The mft record is outside the initialized data.  Extend the mft data
2408          * attribute until it covers the allocated record.  The loop is only
2409          * actually traversed more than once when a freshly formatted volume is
2410          * first written to so it optimizes away nicely in the common case.
2411          */
2412         read_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
2413         ntfs_debug("Status of mft data before extension: "
2414                         "allocated_size 0x%llx, data_size 0x%llx, "
2415                         "initialized_size 0x%llx.",
2416                         (long long)mft_ni->allocated_size,
2417                         (long long)i_size_read(vol->mft_ino),
2418                         (long long)mft_ni->initialized_size);
2419         while (ll > mft_ni->allocated_size) {
2420                 read_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
2421                 err = ntfs_mft_data_extend_allocation_nolock(vol);
2422                 if (unlikely(err)) {
2423                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to extend mft data "
2424                                         "allocation.");
2425                         goto undo_mftbmp_alloc_nolock;
2426                 }
2427                 read_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
2428                 ntfs_debug("Status of mft data after allocation extension: "
2429                                 "allocated_size 0x%llx, data_size 0x%llx, "
2430                                 "initialized_size 0x%llx.",
2431                                 (long long)mft_ni->allocated_size,
2432                                 (long long)i_size_read(vol->mft_ino),
2433                                 (long long)mft_ni->initialized_size);
2434         }
2435         read_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
2436         /*
2437          * Extend mft data initialized size (and data size of course) to reach
2438          * the allocated mft record, formatting the mft records allong the way.
2439          * Note: We only modify the ntfs_inode structure as that is all that is
2440          * needed by ntfs_mft_record_format().  We will update the attribute
2441          * record itself in one fell swoop later on.
2442          */
2443         write_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
2444         old_data_initialized = mft_ni->initialized_size;
2445         old_data_size = vol->mft_ino->i_size;
2446         while (ll > mft_ni->initialized_size) {
2447                 s64 new_initialized_size, mft_no;
2448                 
2449                 new_initialized_size = mft_ni->initialized_size +
2450                                 vol->mft_record_size;
2451                 mft_no = mft_ni->initialized_size >> vol->mft_record_size_bits;
2452                 if (new_initialized_size > i_size_read(vol->mft_ino))
2453                         i_size_write(vol->mft_ino, new_initialized_size);
2454                 write_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
2455                 ntfs_debug("Initializing mft record 0x%llx.",
2456                                 (long long)mft_no);
2457                 err = ntfs_mft_record_format(vol, mft_no);
2458                 if (unlikely(err)) {
2459                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to format mft record.");
2460                         goto undo_data_init;
2461                 }
2462                 write_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
2463                 mft_ni->initialized_size = new_initialized_size;
2464         }
2465         write_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
2466         record_formatted = true;
2467         /* Update the mft data attribute record to reflect the new sizes. */
2468         m = map_mft_record(mft_ni);
2469         if (IS_ERR(m)) {
2470                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map mft record.");
2471                 err = PTR_ERR(m);
2472                 goto undo_data_init;
2473         }
2474         ctx = ntfs_attr_get_search_ctx(mft_ni, m);
2475         if (unlikely(!ctx)) {
2476                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to get search context.");
2477                 err = -ENOMEM;
2478                 unmap_mft_record(mft_ni);
2479                 goto undo_data_init;
2480         }
2481         err = ntfs_attr_lookup(mft_ni->type, mft_ni->name, mft_ni->name_len,
2482                         CASE_SENSITIVE, 0, NULL, 0, ctx);
2483         if (unlikely(err)) {
2484                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find first attribute extent of "
2485                                 "mft data attribute.");
2486                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
2487                 unmap_mft_record(mft_ni);
2488                 goto undo_data_init;
2489         }
2490         a = ctx->attr;
2491         read_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
2492         a->data.non_resident.initialized_size =
2493                         cpu_to_sle64(mft_ni->initialized_size);
2494         a->data.non_resident.data_size =
2495                         cpu_to_sle64(i_size_read(vol->mft_ino));
2496         read_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
2497         /* Ensure the changes make it to disk. */
2498         flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
2499         mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
2500         ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
2501         unmap_mft_record(mft_ni);
2502         read_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
2503         ntfs_debug("Status of mft data after mft record initialization: "
2504                         "allocated_size 0x%llx, data_size 0x%llx, "
2505                         "initialized_size 0x%llx.",
2506                         (long long)mft_ni->allocated_size,
2507                         (long long)i_size_read(vol->mft_ino),
2508                         (long long)mft_ni->initialized_size);
2509         BUG_ON(i_size_read(vol->mft_ino) > mft_ni->allocated_size);
2510         BUG_ON(mft_ni->initialized_size > i_size_read(vol->mft_ino));
2511         read_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
2512 mft_rec_already_initialized:
2513         /*
2514          * We can finally drop the mft bitmap lock as the mft data attribute
2515          * has been fully updated.  The only disparity left is that the
2516          * allocated mft record still needs to be marked as in use to match the
2517          * set bit in the mft bitmap but this is actually not a problem since
2518          * this mft record is not referenced from anywhere yet and the fact
2519          * that it is allocated in the mft bitmap means that no-one will try to
2520          * allocate it either.
2521          */
2522         up_write(&vol->mftbmp_lock);
2523         /*
2524          * We now have allocated and initialized the mft record.  Calculate the
2525          * index of and the offset within the page cache page the record is in.
2526          */
2527         index = bit << vol->mft_record_size_bits >> PAGE_SHIFT;
2528         ofs = (bit << vol->mft_record_size_bits) & ~PAGE_MASK;
2529         /* Read, map, and pin the page containing the mft record. */
2530         page = ntfs_map_page(vol->mft_ino->i_mapping, index);
2531         if (IS_ERR(page)) {
2532                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map page containing allocated "
2533                                 "mft record 0x%llx.", (long long)bit);
2534                 err = PTR_ERR(page);
2535                 goto undo_mftbmp_alloc;
2536         }
2537         lock_page(page);
2538         BUG_ON(!PageUptodate(page));
2539         ClearPageUptodate(page);
2540         m = (MFT_RECORD*)((u8*)page_address(page) + ofs);
2541         /* If we just formatted the mft record no need to do it again. */
2542         if (!record_formatted) {
2543                 /* Sanity check that the mft record is really not in use. */
2544                 if (ntfs_is_file_record(m->magic) &&
2545                                 (m->flags & MFT_RECORD_IN_USE)) {
2546                         ntfs_error(vol->sb, "Mft record 0x%llx was marked "
2547                                         "free in mft bitmap but is marked "
2548                                         "used itself.  Corrupt filesystem.  "
2549                                         "Unmount and run chkdsk.",
2550                                         (long long)bit);
2551                         err = -EIO;
2552                         SetPageUptodate(page);
2553                         unlock_page(page);
2554                         ntfs_unmap_page(page);
2555                         NVolSetErrors(vol);
2556                         goto undo_mftbmp_alloc;
2557                 }
2558                 /*
2559                  * We need to (re-)format the mft record, preserving the
2560                  * sequence number if it is not zero as well as the update
2561                  * sequence number if it is not zero or -1 (0xffff).  This
2562                  * means we do not need to care whether or not something went
2563                  * wrong with the previous mft record.
2564                  */
2565                 seq_no = m->sequence_number;
2566                 usn = *(le16*)((u8*)m + le16_to_cpu(m->usa_ofs));
2567                 err = ntfs_mft_record_layout(vol, bit, m);
2568                 if (unlikely(err)) {
2569                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to layout allocated mft "
2570                                         "record 0x%llx.", (long long)bit);
2571                         SetPageUptodate(page);
2572                         unlock_page(page);
2573                         ntfs_unmap_page(page);
2574                         goto undo_mftbmp_alloc;
2575                 }
2576                 if (seq_no)
2577                         m->sequence_number = seq_no;
2578                 if (usn && le16_to_cpu(usn) != 0xffff)
2579                         *(le16*)((u8*)m + le16_to_cpu(m->usa_ofs)) = usn;
2580         }
2581         /* Set the mft record itself in use. */
2582         m->flags |= MFT_RECORD_IN_USE;
2583         if (S_ISDIR(mode))
2584                 m->flags |= MFT_RECORD_IS_DIRECTORY;
2585         flush_dcache_page(page);
2586         SetPageUptodate(page);
2587         if (base_ni) {
2588                 MFT_RECORD *m_tmp;
2589
2590                 /*
2591                  * Setup the base mft record in the extent mft record.  This
2592                  * completes initialization of the allocated extent mft record
2593                  * and we can simply use it with map_extent_mft_record().
2594                  */
2595                 m->base_mft_record = MK_LE_MREF(base_ni->mft_no,
2596                                 base_ni->seq_no);
2597                 /*
2598                  * Allocate an extent inode structure for the new mft record,
2599                  * attach it to the base inode @base_ni and map, pin, and lock
2600                  * its, i.e. the allocated, mft record.
2601                  */
2602                 m_tmp = map_extent_mft_record(base_ni, bit, &ni);
2603                 if (IS_ERR(m_tmp)) {
2604                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to map allocated extent "
2605                                         "mft record 0x%llx.", (long long)bit);
2606                         err = PTR_ERR(m_tmp);
2607                         /* Set the mft record itself not in use. */
2608                         m->flags &= cpu_to_le16(
2609                                         ~le16_to_cpu(MFT_RECORD_IN_USE));
2610                         flush_dcache_page(page);
2611                         /* Make sure the mft record is written out to disk. */
2612                         mark_ntfs_record_dirty(page, ofs);
2613                         unlock_page(page);
2614                         ntfs_unmap_page(page);
2615                         goto undo_mftbmp_alloc;
2616                 }
2617                 BUG_ON(m != m_tmp);
2618                 /*
2619                  * Make sure the allocated mft record is written out to disk.
2620                  * No need to set the inode dirty because the caller is going
2621                  * to do that anyway after finishing with the new extent mft
2622                  * record (e.g. at a minimum a new attribute will be added to
2623                  * the mft record.
2624                  */
2625                 mark_ntfs_record_dirty(page, ofs);
2626                 unlock_page(page);
2627                 /*
2628                  * Need to unmap the page since map_extent_mft_record() mapped
2629                  * it as well so we have it mapped twice at the moment.
2630                  */
2631                 ntfs_unmap_page(page);
2632         } else {
2633                 /*
2634                  * Allocate a new VFS inode and set it up.  NOTE: @vi->i_nlink
2635                  * is set to 1 but the mft record->link_count is 0.  The caller
2636                  * needs to bear this in mind.
2637                  */
2638                 vi = new_inode(vol->sb);
2639                 if (unlikely(!vi)) {
2640                         err = -ENOMEM;
2641                         /* Set the mft record itself not in use. */
2642                         m->flags &= cpu_to_le16(
2643                                         ~le16_to_cpu(MFT_RECORD_IN_USE));
2644                         flush_dcache_page(page);
2645                         /* Make sure the mft record is written out to disk. */
2646                         mark_ntfs_record_dirty(page, ofs);
2647                         unlock_page(page);
2648                         ntfs_unmap_page(page);
2649                         goto undo_mftbmp_alloc;
2650                 }
2651                 vi->i_ino = bit;
2652
2653                 /* The owner and group come from the ntfs volume. */
2654                 vi->i_uid = vol->uid;
2655                 vi->i_gid = vol->gid;
2656
2657                 /* Initialize the ntfs specific part of @vi. */
2658                 ntfs_init_big_inode(vi);
2659                 ni = NTFS_I(vi);
2660                 /*
2661                  * Set the appropriate mode, attribute type, and name.  For
2662                  * directories, also setup the index values to the defaults.
2663                  */
2664                 if (S_ISDIR(mode)) {
2665                         vi->i_mode = S_IFDIR | S_IRWXUGO;
2666                         vi->i_mode &= ~vol->dmask;
2667
2668                         NInoSetMstProtected(ni);
2669                         ni->type = AT_INDEX_ALLOCATION;
2670                         ni->name = I30;
2671                         ni->name_len = 4;
2672
2673                         ni->itype.index.block_size = 4096;
2674                         ni->itype.index.block_size_bits = ntfs_ffs(4096) - 1;
2675                         ni->itype.index.collation_rule = COLLATION_FILE_NAME;
2676                         if (vol->cluster_size <= ni->itype.index.block_size) {
2677                                 ni->itype.index.vcn_size = vol->cluster_size;
2678                                 ni->itype.index.vcn_size_bits =
2679                                                 vol->cluster_size_bits;
2680                         } else {
2681                                 ni->itype.index.vcn_size = vol->sector_size;
2682                                 ni->itype.index.vcn_size_bits =
2683                                                 vol->sector_size_bits;
2684                         }
2685                 } else {
2686                         vi->i_mode = S_IFREG | S_IRWXUGO;
2687                         vi->i_mode &= ~vol->fmask;
2688
2689                         ni->type = AT_DATA;
2690                         ni->name = NULL;
2691                         ni->name_len = 0;
2692                 }
2693                 if (IS_RDONLY(vi))
2694                         vi->i_mode &= ~S_IWUGO;
2695
2696                 /* Set the inode times to the current time. */
2697                 vi->i_atime = vi->i_mtime = vi->i_ctime =
2698                         current_time(vi);
2699                 /*
2700                  * Set the file size to 0, the ntfs inode sizes are set to 0 by
2701                  * the call to ntfs_init_big_inode() below.
2702                  */
2703                 vi->i_size = 0;
2704                 vi->i_blocks = 0;
2705
2706                 /* Set the sequence number. */
2707                 vi->i_generation = ni->seq_no = le16_to_cpu(m->sequence_number);
2708                 /*
2709                  * Manually map, pin, and lock the mft record as we already
2710                  * have its page mapped and it is very easy to do.
2711                  */
2712                 atomic_inc(&ni->count);
2713                 mutex_lock(&ni->mrec_lock);
2714                 ni->page = page;
2715                 ni->page_ofs = ofs;
2716                 /*
2717                  * Make sure the allocated mft record is written out to disk.
2718                  * NOTE: We do not set the ntfs inode dirty because this would
2719                  * fail in ntfs_write_inode() because the inode does not have a
2720                  * standard information attribute yet.  Also, there is no need
2721                  * to set the inode dirty because the caller is going to do
2722                  * that anyway after finishing with the new mft record (e.g. at
2723                  * a minimum some new attributes will be added to the mft
2724                  * record.
2725                  */
2726                 mark_ntfs_record_dirty(page, ofs);
2727                 unlock_page(page);
2728
2729                 /* Add the inode to the inode hash for the superblock. */
2730                 insert_inode_hash(vi);
2731
2732                 /* Update the default mft allocation position. */
2733                 vol->mft_data_pos = bit + 1;
2734         }
2735         /*
2736          * Return the opened, allocated inode of the allocated mft record as
2737          * well as the mapped, pinned, and locked mft record.
2738          */
2739         ntfs_debug("Returning opened, allocated %sinode 0x%llx.",
2740                         base_ni ? "extent " : "", (long long)bit);
2741         *mrec = m;
2742         return ni;
2743 undo_data_init:
2744         write_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
2745         mft_ni->initialized_size = old_data_initialized;
2746         i_size_write(vol->mft_ino, old_data_size);
2747         write_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
2748         goto undo_mftbmp_alloc_nolock;
2749 undo_mftbmp_alloc:
2750         down_write(&vol->mftbmp_lock);
2751 undo_mftbmp_alloc_nolock:
2752         if (ntfs_bitmap_clear_bit(vol->mftbmp_ino, bit)) {
2753                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to clear bit in mft bitmap.%s", es);
2754                 NVolSetErrors(vol);
2755         }
2756         up_write(&vol->mftbmp_lock);
2757 err_out:
2758         return ERR_PTR(err);
2759 max_err_out:
2760         ntfs_warning(vol->sb, "Cannot allocate mft record because the maximum "
2761                         "number of inodes (2^32) has already been reached.");
2762         up_write(&vol->mftbmp_lock);
2763         return ERR_PTR(-ENOSPC);
2764 }
2765
2766 /**
2767  * ntfs_extent_mft_record_free - free an extent mft record on an ntfs volume
2768  * @ni:         ntfs inode of the mapped extent mft record to free
2769  * @m:          mapped extent mft record of the ntfs inode @ni
2770  *
2771  * Free the mapped extent mft record @m of the extent ntfs inode @ni.
2772  *
2773  * Note that this function unmaps the mft record and closes and destroys @ni
2774  * internally and hence you cannot use either @ni nor @m any more after this
2775  * function returns success.
2776  *
2777  * On success return 0 and on error return -errno.  @ni and @m are still valid
2778  * in this case and have not been freed.
2779  *
2780  * For some errors an error message is displayed and the success code 0 is
2781  * returned and the volume is then left dirty on umount.  This makes sense in
2782  * case we could not rollback the changes that were already done since the
2783  * caller no longer wants to reference this mft record so it does not matter to
2784  * the caller if something is wrong with it as long as it is properly detached
2785  * from the base inode.
2786  */
2787 int ntfs_extent_mft_record_free(ntfs_inode *ni, MFT_RECORD *m)
2788 {
2789         unsigned long mft_no = ni->mft_no;
2790         ntfs_volume *vol = ni->vol;
2791         ntfs_inode *base_ni;
2792         ntfs_inode **extent_nis;
2793         int i, err;
2794         le16 old_seq_no;
2795         u16 seq_no;
2796         
2797         BUG_ON(NInoAttr(ni));
2798         BUG_ON(ni->nr_extents != -1);
2799
2800         mutex_lock(&ni->extent_lock);
2801         base_ni = ni->ext.base_ntfs_ino;
2802         mutex_unlock(&ni->extent_lock);
2803
2804         BUG_ON(base_ni->nr_extents <= 0);
2805
2806         ntfs_debug("Entering for extent inode 0x%lx, base inode 0x%lx.\n",
2807                         mft_no, base_ni->mft_no);
2808
2809         mutex_lock(&base_ni->extent_lock);
2810
2811         /* Make sure we are holding the only reference to the extent inode. */
2812         if (atomic_read(&ni->count) > 2) {
2813                 ntfs_error(vol->sb, "Tried to free busy extent inode 0x%lx, "
2814                                 "not freeing.", base_ni->mft_no);
2815                 mutex_unlock(&base_ni->extent_lock);
2816                 return -EBUSY;
2817         }
2818
2819         /* Dissociate the ntfs inode from the base inode. */
2820         extent_nis = base_ni->ext.extent_ntfs_inos;
2821         err = -ENOENT;
2822         for (i = 0; i < base_ni->nr_extents; i++) {
2823                 if (ni != extent_nis[i])
2824                         continue;
2825                 extent_nis += i;
2826                 base_ni->nr_extents--;
2827                 memmove(extent_nis, extent_nis + 1, (base_ni->nr_extents - i) *
2828                                 sizeof(ntfs_inode*));
2829                 err = 0;
2830                 break;
2831         }
2832
2833         mutex_unlock(&base_ni->extent_lock);
2834
2835         if (unlikely(err)) {
2836                 ntfs_error(vol->sb, "Extent inode 0x%lx is not attached to "
2837                                 "its base inode 0x%lx.", mft_no,
2838                                 base_ni->mft_no);
2839                 BUG();
2840         }
2841
2842         /*
2843          * The extent inode is no longer attached to the base inode so no one
2844          * can get a reference to it any more.
2845          */
2846
2847         /* Mark the mft record as not in use. */
2848         m->flags &= ~MFT_RECORD_IN_USE;
2849
2850         /* Increment the sequence number, skipping zero, if it is not zero. */
2851         old_seq_no = m->sequence_number;
2852         seq_no = le16_to_cpu(old_seq_no);
2853         if (seq_no == 0xffff)
2854                 seq_no = 1;
2855         else if (seq_no)
2856                 seq_no++;
2857         m->sequence_number = cpu_to_le16(seq_no);
2858
2859         /*
2860          * Set the ntfs inode dirty and write it out.  We do not need to worry
2861          * about the base inode here since whatever caused the extent mft
2862          * record to be freed is guaranteed to do it already.
2863          */
2864         NInoSetDirty(ni);
2865         err = write_mft_record(ni, m, 0);
2866         if (unlikely(err)) {
2867                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to write mft record 0x%lx, not "
2868                                 "freeing.", mft_no);
2869                 goto rollback;
2870         }
2871 rollback_error:
2872         /* Unmap and throw away the now freed extent inode. */
2873         unmap_extent_mft_record(ni);
2874         ntfs_clear_extent_inode(ni);
2875
2876         /* Clear the bit in the $MFT/$BITMAP corresponding to this record. */
2877         down_write(&vol->mftbmp_lock);
2878         err = ntfs_bitmap_clear_bit(vol->mftbmp_ino, mft_no);
2879         up_write(&vol->mftbmp_lock);
2880         if (unlikely(err)) {
2881                 /*
2882                  * The extent inode is gone but we failed to deallocate it in
2883                  * the mft bitmap.  Just emit a warning and leave the volume
2884                  * dirty on umount.
2885                  */
2886                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to clear bit in mft bitmap.%s", es);
2887                 NVolSetErrors(vol);
2888         }
2889         return 0;
2890 rollback:
2891         /* Rollback what we did... */
2892         mutex_lock(&base_ni->extent_lock);
2893         extent_nis = base_ni->ext.extent_ntfs_inos;
2894         if (!(base_ni->nr_extents & 3)) {
2895                 int new_size = (base_ni->nr_extents + 4) * sizeof(ntfs_inode*);
2896
2897                 extent_nis = kmalloc(new_size, GFP_NOFS);
2898                 if (unlikely(!extent_nis)) {
2899                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to allocate internal "
2900                                         "buffer during rollback.%s", es);
2901                         mutex_unlock(&base_ni->extent_lock);
2902                         NVolSetErrors(vol);
2903                         goto rollback_error;
2904                 }
2905                 if (base_ni->nr_extents) {
2906                         BUG_ON(!base_ni->ext.extent_ntfs_inos);
2907                         memcpy(extent_nis, base_ni->ext.extent_ntfs_inos,
2908                                         new_size - 4 * sizeof(ntfs_inode*));
2909                         kfree(base_ni->ext.extent_ntfs_inos);
2910                 }
2911                 base_ni->ext.extent_ntfs_inos = extent_nis;
2912         }
2913         m->flags |= MFT_RECORD_IN_USE;
2914         m->sequence_number = old_seq_no;
2915         extent_nis[base_ni->nr_extents++] = ni;
2916         mutex_unlock(&base_ni->extent_lock);
2917         mark_mft_record_dirty(ni);
2918         return err;
2919 }
2920 #endif /* NTFS_RW */