ext2文件系统源代码之balloc.c文件解析

/*	作者方面的信息
*  linux/fs/ext2/balloc.c
*
* Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995
* Remy Card (card@masi.ibp.fr)
* Laboratoire MASI - Institut Blaise Pascal
* Universite Pierre et Marie Curie (Paris VI)
*
*  Enhanced block allocation by Stephen Tweedie (sct@redhat.com), 1993
*  Big-endian to little-endian byte-swapping/bitmaps by
*        David S. Miller (davem@caip.rutgers.edu), 1995
*/

#include "ext2.h"
#include <linux/quotaops.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/buffer_head.h>
#include <linux/capability.h>

/*balloc.c 包含块的分配和销毁方面的程序*/

/*在ext2文件系统，块的管理是通过位图来实现的，一个文件系统包含若干个块组，每一个块组有一个针对数据块的位图，还有一个针对inode的位图，文件系统的组描述符在超级块的后边，每一个组描述符都有空闲块的数目记录，组描述符都会在挂载文件系统的时候读到内存里。（ext2_fill_super） */

/*很简单的宏，判断b是不是在一个以first为头指针，长度为len的内存里，相信有点c语言功底的都能看懂*/
#define in_range(b, first, len)	((b) >= (first) && (b) <= (first) + (len) - 1)

/*获得组描述符，block_group代表是第几个组，bh参数如果不为空，就把buffer_head形式的组描述符放在bh里*/
struct ext2_group_desc * ext2_get_group_desc(struct super_block * sb,
unsigned int block_group,
struct buffer_head ** bh)
{
unsigned long group_desc;
unsigned long offset;
struct ext2_group_desc * desc;
/*从super_block里获得ext2_sb_info结构体，super_block是vfs便于管理设置的统一的超级块结构体，ext2_sb_info是ext2文件系统的放在内存里的超级块结构体，super_block的s_fs_info字段就是ext2_sb_info结构体，转化还是挺方便的*/
struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
/*如果参数大于组的数目，说明参数有问题，报错，返回NULL*/
if (block_group >= sbi->s_groups_count) {
ext2_error (sb, "ext2_get_group_desc",
"block_group >= groups_count - "
"block_group = %d, groups_count = %lu",
block_group, sbi->s_groups_count);

return NULL;
}
/*EXT2_DESC_PER_BLOCK_BITS宏返回块拥有组描述符的数目转换成二进制位的位数，右移这些位就等于是除以一个块拥有组描述符的数目。我猜我这么说肯定大家不懂，还是举例子吧。比如ext2的ext2_group_desc是32字节，按照ext2的一个块有1K大小来算，一个块就有32个组描述符，所以就是5位，右移五位，除以32，块组描述符是聚集在一起的，有几个块是专门房块组描述符的，在超级块里有记录，我们知道了是第几个块组，但是接下来要知道是在块组描述符群组里的第几个块，比如我们要去第45个块组，45/32=1，所以就得到了是在第二个块里，偏移就是45%32=13，也可以与位,45&（32-1）=13*/
group_desc = block_group >> EXT2_DESC_PER_BLOCK_BITS(sb);
/*这里的offset就是在块内的第几个描述符*/
offset = block_group & (EXT2_DESC_PER_BLOCK(sb) - 1);
/*sbi->s_group_desc就存放着块组描述符好几个块哦，如果为空，就说明ext2出问题了，并且很严重，报错*/
if (!sbi->s_group_desc[group_desc]) {
ext2_error (sb, "ext2_get_group_desc",
"Group descriptor not loaded - "
"block_group = %d, group_desc = %lu, desc = %lu",
block_group, group_desc, offset);
return NULL;
}
/*描述符指针指向对应的buffer_head->b_data就是组描述符所在组的第一个组描述符*/
desc = (struct ext2_group_desc *) sbi->s_group_desc[group_desc]->b_data;
/*如果参数bh不为空，就赋值组描述符的buffer_head给bh*/
if (bh)
*bh = sbi->s_group_desc[group_desc];
/*返回想要的组描述符*/
return desc + offset;
}

/*阅读给定的块组的数据块位图，如果成功，返回位图的buffer_head，失败返回NULL*/
static struct buffer_head *
read_block_bitmap(struct super_block *sb, unsigned int block_group)
{
struct ext2_group_desc * desc;
struct buffer_head * bh = NULL;
/*上边的函数，刚讲过哦，根据block_group得到块组描述符*/
desc = ext2_get_group_desc (sb, block_group, NULL);
/*失败的话，返回NULL*/
if (!desc)
goto error_out;
/*调用底层驱动函数，读取数据块位图，desc->bg_block_bitmap代表着数据块位图的块号码，返回数据块位图的buffer_head格式，sb_bread是块设备驱动和文件系统的连接函数，很重要，以后我会好好研究下它*/
bh = sb_bread(sb, le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap));
/*没读出来，就报错*/
if (!bh)
ext2_error (sb, "read_block_bitmap",
"Cannot read block bitmap - "
"block_group = %d, block_bitmap = %u",
block_group, le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap));
error_out:
return bh;
}

/*把空闲的一部分放到保留块里边，保留块是为了防止ext2出现问题，预先保留一部分以备不测，一般是5%左右，count参数就是需要放到保留块里的块数目，需要知道，空闲块的数目也包括保留块的数目，保留块肯定也是空闲块，空闲块不一定是保留块
* Set sb->s_dirt here because the superblock was "logically" altered.  We
* need to recalculate its free blocks count and flush it out.
*/
static int reserve_blocks(struct super_block *sb, int count)
{
struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
struct ext2_super_block *es = sbi->s_es;
unsigned free_blocks;
unsigned root_blocks;
/*percpu_counter_read_positive函数是为了防止多处理器并发导致的读取失败，从ext2_sb_info->s_freeblocks_counter得到的是当前ext2的空闲的数据块数目*/
free_blocks = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_freeblocks_counter);
/*从ext2_super_block得到保留的数据块数目*/
root_blocks = le32_to_cpu(es->s_r_blocks_count);
/*如果count超出了空闲块数目，就把count变成现有的空闲块数目*/
if (free_blocks < count)
count = free_blocks;
/*如果空闲块小于count+保留块，没有权限*/
if (free_blocks < root_blocks + count && !capable(CAP_SYS_RESOURCE) &&
sbi->s_resuid != current->fsuid &&
(sbi->s_resgid == 0 || !in_group_p (sbi->s_resgid))) {
/*如果还有不是保留块的空闲块，就有多少转化多少，否则就不转化了*/
if (free_blocks > root_blocks)
count = free_blocks - root_blocks;
else
return 0;
}

percpu_counter_mod(&sbi->s_freeblocks_counter, -count);
/*标记超级块已经脏了*/
sb->s_dirt = 1;
/*返回转换的块数目*/
return count;
}
/*释放count数目的块，把这些块加入到空闲块里边*/
static void release_blocks(struct super_block *sb, int count)
{
if (count) {
/*空闲块的数目记录在ext2_sb_info里边*/
struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
/*其实就是sbi->s_freeblocks_counter+=count，这个函数是为了防止多处理器并发出现问题*/
percpu_counter_mod(&sbi->s_freeblocks_counter, count);
/*和硬盘上不一致了，需要设置脏*/
sb->s_dirt = 1;
}
}
/*以上的都是在文件系统层次进行保留块数目的更改，接下来的函数就是在文件系统的块组的层次进行保留块数目的更改，这个函数就是把组内的count个空闲块保留起来，在组描述符*/
static int group_reserve_blocks(struct ext2_sb_info *sbi, int group_no,
struct ext2_group_desc *desc, struct buffer_head *bh, int count)
{
unsigned free_blocks;
/*如果这个块组已经没有空闲块了*/
if (!desc->bg_free_blocks_count)
return 0;
/*防止并发操作的自旋锁，访问摸一个组的时候必须是互斥的*/
spin_lock(sb_bgl_lock(sbi, group_no));
/*ext2_group_desc里的是小端字节序，转化成内存计算的字节序，得到组内空闲块的数目*/
free_blocks = le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
/*如果空闲块的数目小于要求保留的，就设置保留的数目位空闲块的数目，就是把所有的空闲块都保留起来*/
if (free_blocks < count)
count = free_blocks;
/*修改空闲块数目，把count个块保留起来，由于组描述符没有保留块数目字段，所以直接把空闲块数目减去count*/
desc->bg_free_blocks_count = cpu_to_le16(free_blocks - count);
spin_unlock(sb_bgl_lock(sbi, group_no));
/*这个bh已经脏了*/
mark_buffer_dirty(bh);
return count;
}
/*组内释放一些块，并把这些块加入到组内的空闲块内，基本上就是只修改组描述符*/
static void group_release_blocks(struct super_block *sb, int group_no,
struct ext2_group_desc *desc, struct buffer_head *bh, int count)
{
if (count) {
/*通过super_block得到内存内统计ext2文件系统的ext2_sb_info结构体*/
struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
unsigned free_blocks;
/*确保对于某一个组的访问是互斥的*/
spin_lock(sb_bgl_lock(sbi, group_no));
/*这个组的空闲块的数目*/
free_blocks = le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
/*组空闲块数目加上参数count*/
desc->bg_free_blocks_count = cpu_to_le16(free_blocks + count);
spin_unlock(sb_bgl_lock(sbi, group_no));
/*标记超级块为脏*/
sb->s_dirt = 1;
/*由于统计空闲块的组描述符是在buffer_head上存放的，所以这个buffer_head也要标记为脏*/
mark_buffer_dirty(bh);
}
}

/* 把从block号块开始的count个块释放掉，并且修改quota字段和i_blocks字段 */
void ext2_free_blocks (struct inode * inode, unsigned long block,
unsigned long count)
{
struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
struct buffer_head * bh2;
unsigned long block_group;
unsigned long bit;
unsigned long i;
unsigned long overflow;
/*从inode的i_sb字段得到vfs层对于超级块的结构体super_block*/
struct super_block * sb = inode->i_sb;
/*内存对于ext2的统计信息的结构体*/
struct ext2_sb_info * sbi = EXT2_SB(sb);
struct ext2_group_desc * desc;
/*再从ext2_sb_info得到ext2真正的超级块结构体ext2_super_block*/
struct ext2_super_block * es = sbi->s_es;
unsigned freed = 0, group_freed;
/*es->s_first_data_block代表第一个数据块在的块号，如果block小于它，说明传入的参数错了*/
if (block < le32_to_cpu(es->s_first_data_block) ||
/*如果block + count < block说明超出了unsigned long的最大值类型*/
block + count < block ||
/*如果block + count大于数据块的数目*/
block + count > le32_to_cpu(es->s_blocks_count)) {
/*报严重错误，并返回*/
ext2_error (sb, "ext2_free_blocks",
"Freeing blocks not in datazone - "
"block = %lu, count = %lu", block, count);
goto error_return;
}

ext2_debug ("freeing block(s) %lu-%lu\n", block, block + count - 1);

do_more:
overflow = 0;
/*传来的block减去es->s_first_data_block就得到了要删除的第一个块是文件系统的第几个块，因为ext2是小端字节序，所以要转成内存计算的字节序，然后再除以每一个组有的数据块的数目，就得到了要删除的第一个块在的块组号，EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)就是从super_block获得每一个块组拥有的块的数目*/
block_group = (block - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) /
EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
/*和上边唯一的区别就是把/变成了%，得到的就是要删除的第一个块在组内的偏移，即数这个组内的第几个块*/
bit = (block - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) %
EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
/*检验我们要删除的块是不是超过了组的边界限*/
if (bit + count > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)) {
/*overflow得到超出这个组的块的数目*/
overflow = bit + count - EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
/*然后count减去overflow，所以bit+count就是都在这个组内的了*/
count -= overflow;
}
/*因为bitmap_bh是NULL，所以这里不用管这个释放函数*/
brelse(bitmap_bh);
/*前边讲解过这个函数，就是得到组的块位图的buffer_head*/
bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, block_group);
if (!bitmap_bh)
goto error_return;
/*得到组描述符，前边讲过*/
desc = ext2_get_group_desc (sb, block_group, &bh2);
if (!desc)
goto error_return;
/*如果组描述符的数据块位图和inode位图也在删除的范围之内*/
if (in_range (le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap), block, count) ||
in_range (le32_to_cpu(desc->bg_inode_bitmap), block, count) ||
/*如果inode表区也在要删除的范围之内*/
in_range (block, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
sbi->s_itb_per_group) ||
in_range (block + count - 1, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
sbi->s_itb_per_group))
/*删除的数据有关键性数据，不可以删除，就报错*/
ext2_error (sb, "ext2_free_blocks",
"Freeing blocks in system zones - "
"Block = %lu, count = %lu",
block, count);
/*先把要删除的块多对应的位图置位为0*/
for (i = 0, group_freed = 0; i < count; i++) {
/*从数据位图上吧对应的数据块的位置为0，如果已经是0，说明出错啦*/
if (!ext2_clear_bit_atomic(sb_bgl_lock(sbi, block_group),
bit + i, bitmap_bh->b_data)) {
ext2_error(sb, __FUNCTION__,
"bit already cleared for block %lu", block + i);
} else {
/*group_freed标示组的空闲块数目，每删除一个快，空闲块就多一个*/
group_freed++;
}
}
/*位图的buffer_head已经和硬盘上的不一致了，置为脏*/
mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
/*如果超级块的标记位上标记写过立即同步，就同步buffer*/
if (sb->s_flags & MS_SYNCHRONOUS)
sync_dirty_buffer(bitmap_bh);
/*上边刚讲过，这个函数就是把释放过的块数目在块组描述符上边记录*/
group_release_blocks(sb, block_group, desc, bh2, group_freed);
/*freed是统计一共释放的块数目，group_freed是这个组释放的数目*/
freed += group_freed;
/*如果还有没删除完的，就是超出这个块组的，跳转到do_more继续*/
if (overflow) {
/*代表着开始块的block+=count*/
block += count;
count = overflow;
goto do_more;
}
error_return:
/*减少位图缓冲区的引用计数*/
brelse(bitmap_bh);
/*上边刚说过这个函数，在超级块上增加freed个空闲块*/
release_blocks(sb, freed);
DQUOT_FREE_BLOCK(inode, freed);
}
/*在组内找到一个空闲块，并获取它，goal参数就是想得到的块在组内的偏移，map是块位图，size是这个组的大小*/
static int grab_block(spinlock_t *lock, char *map, unsigned size, int goal)
{
int k;
char *p, *r;
/*首先测试位图的第goal位，如果是0的话，就说明得到了这个块，跳转*/
if (!ext2_test_bit(goal, map))
goto got_it;

repeat:
/*如果goal参数不为0，说明有设置希望得到的块在组内的偏移*/
if (goal) {
/*goal块已经被占有了，所以我们只可以去向前或者是向后寻找空闲的块了，但是不可以超出块组的边界，前后各32个，加起来就是64个块*/
k = (goal + 63) & ~63;
/*在map位图上边从goal开始寻找在k个的范围内另一个为0的位*/
goal = ext2_find_next_zero_bit(map, k, goal);
if (goal < k)
goto got_it;
}
/*既然往前没有找到，就试图分配连续的8个块*/
p = map + (goal >> 3);
/*在p指针开始的地方寻找0*/
r = memscan(p, 0, (size - goal + 7) >> 3);
/*左移三位就是第几个位，原先是代表第几个字节*/
k = (r - map) << 3;
if (k < size) {
/* 成功找到空闲的字节，就是8个空闲块*/
for (goal = k; goal && !ext2_test_bit (goal - 1, map); goal--)
;
goto got_it;
}
/*没有找到8个连续的空闲0位，就扫描整个位图，只寻找一个为0的位*/
k = ext2_find_next_zero_bit ((u32 *)map, size, goal);
/*如果找到了，就返回为0的那个位的位数*/
if (k < size) {
goal = k;
goto got_it;
}
/*失败返回-1*/
return -1;
got_it:
/*如果goal位是0，就得到goal块位图，返回，如果是1的话，就继续寻找*/
if (ext2_set_bit_atomic(lock, goal, (void *) map))
goto repeat;
return goal;
}

/*很重要的函数，使用一个goal来帮助分配块，如果goal块是空闲块，或者是在goal的前后32个块之内有空闲块，那个快就会被分配，否则的话就会向前寻找空闲的块，开始的时候都会寻找空闲的字节，一次性分配8个块，如果这失败了的话，就直接寻找为0的位，不去寻找连续的8个空闲块，就像上边那个函数的实现一样 */
int ext2_new_block(struct inode *inode, unsigned long goal,
u32 *prealloc_count, u32 *prealloc_block, int *err)
{
/*数据块位图的缓冲区*/
struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
/*块组缓冲区*/
struct buffer_head *gdp_bh;	/* bh2 */
struct ext2_group_desc *desc;
int group_no;			/* i */
int ret_block;			/* j */
int group_idx;			/* k */
int target_block;		/* tmp */
int block = 0;
/*几乎任何函数都有这三个结构体。。。*/
struct super_block *sb = inode->i_sb;
struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
struct ext2_super_block *es = sbi->s_es;
unsigned group_size = EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
/*预分配的块数目*/
unsigned prealloc_goal = es->s_prealloc_blocks;
unsigned group_alloc = 0, es_alloc, dq_alloc;
int nr_scanned_groups;
/*在ext2文件系统里，有一个叫做预分配制度的，就是之前分配多一点，可以减少磁盘读写，先预分配块减一，如果预分配块没了，就先设置prealloc_goal为7，就是再重新分配8个块的意思*/
if (!prealloc_goal--)
prealloc_goal = EXT2_DEFAULT_PREALLOC_BLOCKS - 1;
if (!prealloc_count || *prealloc_count)
prealloc_goal = 0;
/*配额检查，如果超出了，就返回错误*/
if (DQUOT_ALLOC_BLOCK(inode, 1)) {
*err = -EDQUOT;
goto out;
}
/*如果用户预分配块已经超出了用户配额就--，直到不超为止*/
while (prealloc_goal && DQUOT_PREALLOC_BLOCK(inode, prealloc_goal))
prealloc_goal--;
/*dq_alloc存放要分配的块数*/
dq_alloc = prealloc_goal + 1;
/*reserve_blocks我们之前讲过，获取一定的保留块，如果返回0说明没有空间了给保留块了，预分配就不行了，因为预分配的块数就是以保留块的形式保存的*/
es_alloc = reserve_blocks(sb, dq_alloc);
if (!es_alloc) {
*err = -ENOSPC;
goto out_dquot;
}

ext2_debug ("goal=%lu.\n", goal);
/*参数检查，如果要分配的目标块小于第一个数据块或是大于数据块的总数，就把目标块设置为第一个数据块号*/
if (goal < le32_to_cpu(es->s_first_data_block) ||
goal >= le32_to_cpu(es->s_blocks_count))
goal = le32_to_cpu(es->s_first_data_block);
/*这个和之前的一样，相信大家都能看懂了，group_no就是要分配的块在的组号*/
group_no = (goal - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) / group_size;
/*之前讲过的函数，获得组描述符*/
desc = ext2_get_group_desc (sb, group_no, &gdp_bh);
if (!desc) {
/*io出错了*/
goto io_error;
}
/*在这个组内预分配块，group_alloc得到的就是可以预分配的块的数目*/
group_alloc = group_reserve_blocks(sbi, group_no, desc,
gdp_bh, es_alloc);
/*如果有空间预分配*/
if (group_alloc) {
/*老算法了，减去第一个开始的数据块取余组内的数据块数目，就得到在组内的偏移*/
ret_block = ((goal - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) %
group_size);
/*先释放buffer_head，然后获得组内的数据位图，这个函数之前讲过的，此处就不再赘述了*/
brelse(bitmap_bh);
bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, group_no);
if (!bitmap_bh)
goto io_error;

ext2_debug("goal is at %d:%d.\n", group_no, ret_block);
/*通过grab_block函数在组内寻找一个块，grab_block函数刚讲过，就在上边，不懂的可以倒回去再看看哦*/
ret_block = grab_block(sb_bgl_lock(sbi, group_no),
bitmap_bh->b_data, group_size, ret_block);
/*如果分配ok了，跳转*/
if (ret_block >= 0)
goto got_block;
/*如果没找到，就在组内释放刚刚申请的group_alloc个块，并把赋值为0*/
group_release_blocks(sb, group_no, desc, gdp_bh, group_alloc);
group_alloc = 0;
}

ext2_debug ("Bit not found in block group %d.\n", group_no);

/*运行到这里，说明这个组内没有预分配的空间或者是分配失败了，就只能去其他的组看一看了，nr_scanned_groups先设置为0*/
nr_scanned_groups = 0;
retry:
/*遍历文件系统的组，从group_no开始，尽量使得分配的空间在一起或者是挨得近一点*/
for (group_idx = 0; !group_alloc &&
group_idx < sbi->s_groups_count; group_idx++) {
/*之前的看过了，下一个*/
group_no++;
/*如果到了最后一组，就从第一组再开始*/
if (group_no >= sbi->s_groups_count)
group_no = 0;
/*获得这一组的组描述符*/
desc = ext2_get_group_desc(sb, group_no, &gdp_bh);
if (!desc)
goto io_error;
/*在这一组内预分配，group_alloc得到分配到的块数目*/
group_alloc = group_reserve_blocks(sbi, group_no, desc,
gdp_bh, es_alloc);
}
/*如果group_alloc是0，说明遍历整个文件系统都没找到，直接返回吧*/
if (!group_alloc) {
*err = -ENOSPC;
goto out_release;
}
/*释放之前的缓冲区，读取当前找到预分配空间的组的数据块位图*/
brelse(bitmap_bh);
bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, group_no);
if (!bitmap_bh)
goto io_error;
/*grab_block函数上边讲过，从这个组的块位图上寻找可以分配的块，由于不是之前的块了，所以goal就是0*/
ret_block = grab_block(sb_bgl_lock(sbi, group_no), bitmap_bh->b_data,
group_size, 0);
if (ret_block < 0) {
/*获取失败，在此，说明这一个空闲块被占用了，我们可以无限等待 */
nr_scanned_groups++;
/*如果已经把整个文件系统的组遍历了两遍了还没分配好，就直接返回错误，说明是出现问题了*/
if (nr_scanned_groups > 2 * sbi->s_groups_count) {
ext2_error(sb, "ext2_new_block",
"corrupted free blocks counters");
goto io_error;
}
/*说明这个块被占用了，我们继续等待，释放刚刚想分配的块，赋值group_alloc为0*/
group_release_blocks(sb, group_no, desc, gdp_bh, group_alloc);
group_alloc = 0;
goto retry;
}

got_block:
/*运行到此，说明终于分配到块了*/
ext2_debug("using block group %d(%d)\n",
group_no, desc->bg_free_blocks_count);
/*获得分配到的块在文件系统范围内的块号*/
target_block = ret_block + group_no * group_size +
le32_to_cpu(es->s_first_data_block);
/*检验target_block是不是合法*/
if (target_block == le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap) ||
target_block == le32_to_cpu(desc->bg_inode_bitmap) ||
in_range(target_block, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
sbi->s_itb_per_group))
ext2_error (sb, "ext2_new_block",
"Allocating block in system zone - "
"block = %u", target_block);

if (target_block >= le32_to_cpu(es->s_blocks_count)) {
ext2_error (sb, "ext2_new_block",
"block(%d) >= blocks count(%d) - "
"block_group = %d, es == %p ", ret_block,
le32_to_cpu(es->s_blocks_count), group_no, es);
goto io_error;
}
block = target_block;

/* OK, we _had_ allocated something */
ext2_debug("found bit %d\n", ret_block);
/*分配ok，这些变量值要修改下*/
dq_alloc--;
es_alloc--;
group_alloc--;

/*设置位图，先上锁，防止其他进程访问*/
write_lock(&EXT2_I(inode)->i_meta_lock);
/*如果之前这个文件的预分配块为0，并且已经分配到块了*/
if (group_alloc && !*prealloc_count) {
unsigned n;
/*循环把预分配的位图位设置为1*/
for (n = 0; n < group_alloc && ++ret_block < group_size; n++) {
if (ext2_set_bit_atomic(sb_bgl_lock(sbi, group_no),
ret_block,
(void*) bitmap_bh->b_data))
break;
}
/*预分配数目和开始块赋值*/
*prealloc_block = block + 1;
*prealloc_count = n;
/*这些值修改*/
es_alloc -= n;
dq_alloc -= n;
group_alloc -= n;
}
write_unlock(&EXT2_I(inode)->i_meta_lock);
/*这个数据块标记为脏*/
mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
/*MS_SYNCHRONOUS标志代表着一有修改立即写入磁盘*/
if (sb->s_flags & MS_SYNCHRONOUS)
sync_dirty_buffer(bitmap_bh);

ext2_debug ("allocating block %d. ", block);

*err = 0;
out_release:
/*没用上的块就放回去*/
group_release_blocks(sb, group_no, desc, gdp_bh, group_alloc);
release_blocks(sb, es_alloc);
out_dquot:
/*配额修改*/
DQUOT_FREE_BLOCK(inode, dq_alloc);
out:
/*释放位图缓冲区*/
brelse(bitmap_bh);
return block;

io_error:
*err = -EIO;
goto out_release;
}

#ifdef EXT2FS_DEBUG
/*如果配置了EXT2FS_DEBUG宏才会有这个ext2_count_free函数*/
static int nibblemap[] = {4, 3, 3, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 2, 1, 2, 1, 1, 0};
/*                        0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 11 12 13 14 15*/
/*ext2文件系统计算空闲块的数目，map是数据块位图，numchars是块的大小，按字节来算*/
unsigned long ext2_count_free (struct buffer_head * map, unsigned int numchars)
{
unsigned int i;
unsigned long sum = 0;
/*如果数据块位图为空，直接返回*/
if (!map)
return (0);
/*遍历每一个字节，这里巧妙利用了一个数组来计算字节内0的数目，避免了一连串的if判断*/
for (i = 0; i < numchars; i++)
sum += nibblemap[map->b_data[i] & 0xf] +
nibblemap[(map->b_data[i] >> 4) & 0xf];
return (sum);
}

#endif  /*  EXT2FS_DEBUG  */
/*ext2文件系统计算空闲块的数目*/
unsigned long ext2_count_free_blocks (struct super_block * sb)
{
struct ext2_group_desc * desc;
unsigned long desc_count = 0;
int i;
/*如果定义了EXT2FS_DEBUG宏，就采用下边的方式*/
#ifdef EXT2FS_DEBUG
unsigned long bitmap_count, x;
struct ext2_super_block *es;

es = EXT2_SB(sb)->s_es;
desc_count = 0;
bitmap_count = 0;
desc = NULL;
/*遍历所有的组*/
for (i = 0; i < EXT2_SB(sb)->s_groups_count; i++) {
/*获得当前组的组描述符*/
struct buffer_head *bitmap_bh;
desc = ext2_get_group_desc (sb, i, NULL);
if (!desc)
continue;
/*获得统计的组的空闲块数目*/
desc_count += le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
/*获得数据块的位图*/
bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, i);
if (!bitmap_bh)
continue;
/*上边的函数，真正意义上遍历位图获得空闲的位图*/
x = ext2_count_free(bitmap_bh, sb->s_blocksize);
printk ("group %d: stored = %d, counted = %lu\n",
i, le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count), x);
bitmap_count += x;
brelse(bitmap_bh);
}
/*打印获得的信息，理论上这两种方式获得的应该是一样的，但是凡是有意外，可能运行的时候出现了一点问题*/
printk("ext2_count_free_blocks: stored = %lu, computed = %lu, %lu\n",
(long)le32_to_cpu(es->s_free_blocks_count),
desc_count, bitmap_count);
return bitmap_count;
#else
/*没定义这个宏，就采用遍历每一个组描述符，来统计*/
/*遍历每一个组*/
for (i = 0; i < EXT2_SB(sb)->s_groups_count; i++) {
/*先获得组的组描述符*/
desc = ext2_get_group_desc (sb, i, NULL);
if (!desc)
continue;
/*从组描述符里获得组的空闲块数目，并加入统计变量*/
desc_count += le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
}
return desc_count;
#endif
}
/*检验一个块是不是正在使用中，参数block是块号码，map是数据块位图*/
static inline int
block_in_use(unsigned long block, struct super_block *sb, unsigned char *map)
{
/*(block - le32_to_cpu(EXT2_SB(sb)->s_es->s_first_data_block)) % EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)得到的是这个块在组内的偏移，然后得到这个位的值*/
return ext2_test_bit ((block -
le32_to_cpu(EXT2_SB(sb)->s_es->s_first_data_block)) %
EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb), map);
}
/*根据代码的意思来看，就是检验a是不是b的幂*/
static inline int test_root(int a, int b)
{
int num = b;

while (a > num)
num *= b;
return num == a;
}
/*这个函数是用来查找组号是3或者5或者7的幂的组号，在ext2文件系统里边357的幂的组号会放超级块，这个函数是用来被下面的函数调用的*/
static int ext2_group_sparse(int group)
{
if (group <= 1)
return 1;
return (test_root(group, 3) || test_root(group, 5) ||
test_root(group, 7));
}

/**判断这个组的被超级块使用的块的数目 */
int ext2_bg_has_super(struct super_block *sb, int group)
{
/*EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE宏是判断ext2_super_block结构体的s_feature_ro_compat字段的第一位是不是1，然后再判断组的号码*/
if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(sb,EXT2_FEATURE_RO_COMPAT_SPARSE_SUPER)&&
!ext2_group_sparse(group))
return 0;
return 1;
}

/**得出这个组被组描述符占用的块的数目
*
*	Return the number of blocks used by the group descriptor table
*	(primary or backup) in this group.  In the future there may be a
*	different number of descriptor blocks in each group.
*/
unsigned long ext2_bg_num_gdb(struct super_block *sb, int group)
{
/*如果EXT2_FEATURE_RO_COMPAT_SPARSE_SUPER位没有置位并且组号不是357幂，就说明没有*/
if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(sb,EXT2_FEATURE_RO_COMPAT_SPARSE_SUPER)&&
!ext2_group_sparse(group))
return 0;
/*从超级块返回组描述符的块数目*/
return EXT2_SB(sb)->s_gdb_count;
}