sys/fs/ext2fs/ext2_alloc.c

   1 /*-
   2  *  modified for Lites 1.1
   3  *
   4  *  Aug 1995, Godmar Back (gback@cs.utah.edu)
   5  *  University of Utah, Department of Computer Science
   6  */
   7 /*-
   8  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   9  *
  10  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
  11  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  12  *
  13  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  14  * modification, are permitted provided that the following conditions
  15  * are met:
  16  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  21  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  23  *    without specific prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  *
  37  *      @(#)ffs_alloc.c 8.8 (Berkeley) 2/21/94
  38  * $FreeBSD$
  39  */
  40
  41 #include <sys/param.h>
  42 #include <sys/systm.h>
  43 #include <sys/conf.h>
  44 #include <sys/vnode.h>
  45 #include <sys/sdt.h>
  46 #include <sys/stat.h>
  47 #include <sys/mount.h>
  48 #include <sys/sysctl.h>
  49 #include <sys/syslog.h>
  50 #include <sys/buf.h>
  51 #include <sys/endian.h>
  52
  53 #include <fs/ext2fs/fs.h>
  54 #include <fs/ext2fs/inode.h>
  55 #include <fs/ext2fs/ext2_mount.h>
  56 #include <fs/ext2fs/ext2fs.h>
  57 #include <fs/ext2fs/ext2_extern.h>
  58
  59 SDT_PROVIDER_DEFINE(ext2fs);
  60 /*
  61  * ext2fs trace probe:
  62  * arg0: verbosity. Higher numbers give more verbose messages
  63  * arg1: Textual message
  64  */
  65 SDT_PROBE_DEFINE2(ext2fs, , alloc, trace, "int", "char*");
  66 SDT_PROBE_DEFINE3(ext2fs, , alloc, ext2_reallocblks_realloc,
  67     "ino_t", "e2fs_lbn_t", "e2fs_lbn_t");
  68 SDT_PROBE_DEFINE1(ext2fs, , alloc, ext2_reallocblks_bap, "uint32_t");
  69 SDT_PROBE_DEFINE1(ext2fs, , alloc, ext2_reallocblks_blkno, "e2fs_daddr_t");
  70 SDT_PROBE_DEFINE2(ext2fs, , alloc, ext2_b_bitmap_validate_error, "char*", "int");
  71 SDT_PROBE_DEFINE3(ext2fs, , alloc, ext2_nodealloccg_bmap_corrupted,
  72     "int", "daddr_t", "char*");
  73 SDT_PROBE_DEFINE2(ext2fs, , alloc, ext2_blkfree_bad_block, "ino_t", "e4fs_daddr_t");
  74 SDT_PROBE_DEFINE2(ext2fs, , alloc, ext2_vfree_doublefree, "char*", "ino_t");
  75
  76 static daddr_t  ext2_alloccg(struct inode *, int, daddr_t, int);
  77 static daddr_t  ext2_clusteralloc(struct inode *, int, daddr_t, int);
  78 static u_long   ext2_dirpref(struct inode *);
  79 static e4fs_daddr_t ext2_hashalloc(struct inode *, int, long, int,
  80     daddr_t (*)(struct inode *, int, daddr_t,
  81                                                 int));
  82 static daddr_t  ext2_nodealloccg(struct inode *, int, daddr_t, int);
  83 static daddr_t  ext2_mapsearch(struct m_ext2fs *, char *, daddr_t);
  84
  85 /*
  86  * Allocate a block in the filesystem.
  87  *
  88  * A preference may be optionally specified. If a preference is given
  89  * the following hierarchy is used to allocate a block:
  90  *   1) allocate the requested block.
  91  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
  92  *   3) allocate a block in the same cylinder group.
  93  *   4) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
  94  *        available block is located.
  95  * If no block preference is given the following hierarchy is used
  96  * to allocate a block:
  97  *   1) allocate a block in the cylinder group that contains the
  98  *        inode for the file.
  99  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
 100  *        available block is located.
 101  */
 102 int
 103 ext2_alloc(struct inode *ip, daddr_t lbn, e4fs_daddr_t bpref, int size,
 104     struct ucred *cred, e4fs_daddr_t *bnp)
 105 {
 106         struct m_ext2fs *fs;
 107         struct ext2mount *ump;
 108         e4fs_daddr_t bno;
 109         int cg;
 110
 111         *bnp = 0;
 112         fs = ip->i_e2fs;
 113         ump = ip->i_ump;
 114         mtx_assert(EXT2_MTX(ump), MA_OWNED);
 115 #ifdef INVARIANTS
 116         if ((u_int)size > fs->e2fs_bsize || blkoff(fs, size) != 0) {
 117                 vn_printf(ip->i_devvp, "bsize = %lu, size = %d, fs = %s\n",
 118                     (long unsigned int)fs->e2fs_bsize, size, fs->e2fs_fsmnt);
 119                 panic("ext2_alloc: bad size");
 120         }
 121         if (cred == NOCRED)
 122                 panic("ext2_alloc: missing credential");
 123 #endif          /* INVARIANTS */
 124         if (size == fs->e2fs_bsize && fs->e2fs_fbcount == 0)
 125                 goto nospace;
 126         if (cred->cr_uid != 0 &&
 127             fs->e2fs_fbcount < fs->e2fs_rbcount)
 128                 goto nospace;
 129         if (bpref >= fs->e2fs_bcount)
 130                 bpref = 0;
 131         if (bpref == 0)
 132                 cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
 133         else
 134                 cg = dtog(fs, bpref);
 135         bno = (daddr_t)ext2_hashalloc(ip, cg, bpref, fs->e2fs_bsize,
 136             ext2_alloccg);
 137         if (bno > 0) {
 138                 /* set next_alloc fields as done in block_getblk */
 139                 ip->i_next_alloc_block = lbn;
 140                 ip->i_next_alloc_goal = bno;
 141
 142                 ip->i_blocks += btodb(fs->e2fs_bsize);
 143                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 144                 *bnp = bno;
 145                 return (0);
 146         }
 147 nospace:
 148         EXT2_UNLOCK(ump);
 149         SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, trace, 1, "cannot allocate data block");
 150         return (ENOSPC);
 151 }
 152
 153 /*
 154  * Allocate EA's block for inode.
 155  */
 156 e4fs_daddr_t
 157 ext2_alloc_meta(struct inode *ip)
 158 {
 159         struct m_ext2fs *fs;
 160         daddr_t blk;
 161
 162         fs = ip->i_e2fs;
 163
 164         EXT2_LOCK(ip->i_ump);
 165         blk = ext2_hashalloc(ip, ino_to_cg(fs, ip->i_number), 0, fs->e2fs_bsize,
 166             ext2_alloccg);
 167         if (0 == blk) {
 168                 EXT2_UNLOCK(ip->i_ump);
 169                 SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, trace, 1, "cannot allocate meta block");
 170         }
 171
 172         return (blk);
 173 }
 174
 175 /*
 176  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
 177  *
 178  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
 179  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
 180  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible to
 181  * an fs_rotdelay offset from the end of the allocation for the logical
 182  * block immediately preceding the current range. If successful, the
 183  * physical block numbers in the buffer pointers and in the inode are
 184  * changed to reflect the new allocation. If unsuccessful, the allocation
 185  * is left unchanged. The success in doing the reallocation is returned.
 186  * Note that the error return is not reflected back to the user. Rather
 187  * the previous block allocation will be used.
 188  */
 189
 190 static SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, ext2fs, CTLFLAG_RW, 0, "EXT2FS filesystem");
 191
 192 static int doasyncfree = 1;
 193
 194 SYSCTL_INT(_vfs_ext2fs, OID_AUTO, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0,
 195     "Use asychronous writes to update block pointers when freeing blocks");
 196
 197 static int doreallocblks = 0;
 198
 199 SYSCTL_INT(_vfs_ext2fs, OID_AUTO, doreallocblks, CTLFLAG_RW, &doreallocblks, 0, "");
 200
 201 int
 202 ext2_reallocblks(struct vop_reallocblks_args *ap)
 203 {
 204         struct m_ext2fs *fs;
 205         struct inode *ip;
 206         struct vnode *vp;
 207         struct buf *sbp, *ebp;
 208         uint32_t *bap, *sbap, *ebap;
 209         struct ext2mount *ump;
 210         struct cluster_save *buflist;
 211         struct indir start_ap[EXT2_NIADDR + 1], end_ap[EXT2_NIADDR + 1], *idp;
 212         e2fs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
 213         int soff;
 214         e2fs_daddr_t newblk, blkno;
 215         int i, len, start_lvl, end_lvl, pref, ssize;
 216
 217         if (doreallocblks == 0)
 218                 return (ENOSPC);
 219
 220         vp = ap->a_vp;
 221         ip = VTOI(vp);
 222         fs = ip->i_e2fs;
 223         ump = ip->i_ump;
 224
 225         if (fs->e2fs_contigsumsize <= 0 || ip->i_flag & IN_E4EXTENTS)
 226                 return (ENOSPC);
 227
 228         buflist = ap->a_buflist;
 229         len = buflist->bs_nchildren;
 230         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
 231         end_lbn = start_lbn + len - 1;
 232 #ifdef INVARIANTS
 233         for (i = 1; i < len; i++)
 234                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
 235                         panic("ext2_reallocblks: non-cluster");
 236 #endif
 237         /*
 238          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
 239          * block, leave space for the indirect block. Indirect blocks
 240          * are initially laid out in a position after the last direct
 241          * block. Block reallocation would usually destroy locality by
 242          * moving the indirect block out of the way to make room for
 243          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
 244          * this for other indirect block boundaries, but it is only
 245          * important for the first one.
 246          */
 247         if (start_lbn < EXT2_NDADDR && end_lbn >= EXT2_NDADDR)
 248                 return (ENOSPC);
 249         /*
 250          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
 251          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
 252          * the previous cylinder group.
 253          */
 254         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
 255             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
 256                 return (ENOSPC);
 257         if (ext2_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
 258             ext2_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
 259                 return (ENOSPC);
 260         /*
 261          * Get the starting offset and block map for the first block.
 262          */
 263         if (start_lvl == 0) {
 264                 sbap = &ip->i_db[0];
 265                 soff = start_lbn;
 266         } else {
 267                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
 268                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
 269                         brelse(sbp);
 270                         return (ENOSPC);
 271                 }
 272                 sbap = (u_int *)sbp->b_data;
 273                 soff = idp->in_off;
 274         }
 275         /*
 276          * If the block range spans two block maps, get the second map.
 277          */
 278         ebap = NULL;
 279         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
 280                 ssize = len;
 281         } else {
 282 #ifdef INVARIANTS
 283                 if (start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
 284                         panic("ext2_reallocblks: start == end");
 285 #endif
 286                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
 287                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &ebp))
 288                         goto fail;
 289                 ebap = (u_int *)ebp->b_data;
 290         }
 291         /*
 292          * Find the preferred location for the cluster.
 293          */
 294         EXT2_LOCK(ump);
 295         pref = ext2_blkpref(ip, start_lbn, soff, sbap, 0);
 296         /*
 297          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
 298          */
 299         if ((newblk = (e2fs_daddr_t)ext2_hashalloc(ip, dtog(fs, pref), pref,
 300             len, ext2_clusteralloc)) == 0) {
 301                 EXT2_UNLOCK(ump);
 302                 goto fail;
 303         }
 304         /*
 305          * We have found a new contiguous block.
 306          *
 307          * First we have to replace the old block pointers with the new
 308          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
 309          * with the file.
 310          */
 311         SDT_PROBE3(ext2fs, , alloc, ext2_reallocblks_realloc,
 312             ip->i_number, start_lbn, end_lbn);
 313         blkno = newblk;
 314         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->e2fs_fpb) {
 315                 if (i == ssize) {
 316                         bap = ebap;
 317                         soff = -i;
 318                 }
 319 #ifdef INVARIANTS
 320                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != fsbtodb(fs, *bap))
 321                         panic("ext2_reallocblks: alloc mismatch");
 322 #endif
 323                 SDT_PROBE1(ext2fs, , alloc, ext2_reallocblks_bap, *bap);
 324                 *bap++ = blkno;
 325         }
 326         /*
 327          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
 328          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
 329          * the old block values may have been written to disk. In practise
 330          * they are almost never written, but if we are concerned about
 331          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
 332          *
 333          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
 334          * that shows whether the associated buffers and inodes have
 335          * been written. The flag should be set when the cluster is
 336          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
 337          * We can then check below to see if it is set, and do the
 338          * synchronous write only when it has been cleared.
 339          */
 340         if (sbap != &ip->i_db[0]) {
 341                 if (doasyncfree)
 342                         bdwrite(sbp);
 343                 else
 344                         bwrite(sbp);
 345         } else {
 346                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 347                 if (!doasyncfree)
 348                         ext2_update(vp, 1);
 349         }
 350         if (ssize < len) {
 351                 if (doasyncfree)
 352                         bdwrite(ebp);
 353                 else
 354                         bwrite(ebp);
 355         }
 356         /*
 357          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
 358          */
 359         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->e2fs_fpb) {
 360                 ext2_blkfree(ip, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno),
 361                     fs->e2fs_bsize);
 362                 buflist->bs_children[i]->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
 363                 SDT_PROBE1(ext2fs, , alloc, ext2_reallocblks_blkno, blkno);
 364         }
 365
 366         return (0);
 367
 368 fail:
 369         if (ssize < len)
 370                 brelse(ebp);
 371         if (sbap != &ip->i_db[0])
 372                 brelse(sbp);
 373         return (ENOSPC);
 374 }
 375
 376 /*
 377  * Allocate an inode in the filesystem.
 378  *
 379  */
 380 int
 381 ext2_valloc(struct vnode *pvp, int mode, struct ucred *cred, struct vnode **vpp)
 382 {
 383         struct timespec ts;
 384         struct m_ext2fs *fs;
 385         struct ext2mount *ump;
 386         struct inode *pip;
 387         struct inode *ip;
 388         struct vnode *vp;
 389         struct thread *td;
 390         ino_t ino, ipref;
 391         int error, cg;
 392
 393         *vpp = NULL;
 394         pip = VTOI(pvp);
 395         fs = pip->i_e2fs;
 396         ump = pip->i_ump;
 397
 398         EXT2_LOCK(ump);
 399         if (fs->e2fs->e2fs_ficount == 0)
 400                 goto noinodes;
 401         /*
 402          * If it is a directory then obtain a cylinder group based on
 403          * ext2_dirpref else obtain it using ino_to_cg. The preferred inode is
 404          * always the next inode.
 405          */
 406         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
 407                 cg = ext2_dirpref(pip);
 408                 if (fs->e2fs_contigdirs[cg] < 255)
 409                         fs->e2fs_contigdirs[cg]++;
 410         } else {
 411                 cg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
 412                 if (fs->e2fs_contigdirs[cg] > 0)
 413                         fs->e2fs_contigdirs[cg]--;
 414         }
 415         ipref = cg * fs->e2fs->e2fs_ipg + 1;
 416         ino = (ino_t)ext2_hashalloc(pip, cg, (long)ipref, mode, ext2_nodealloccg);
 417         if (ino == 0)
 418                 goto noinodes;
 419
 420         td = curthread;
 421         error = vfs_hash_get(ump->um_mountp, ino, LK_EXCLUSIVE, td, vpp, NULL, NULL);
 422         if (error || *vpp != NULL) {
 423                 return (error);
 424         }
 425
 426         ip = malloc(sizeof(struct inode), M_EXT2NODE, M_WAITOK | M_ZERO);
 427         if (ip == NULL) {
 428                 return (ENOMEM);
 429         }
 430
 431         /* Allocate a new vnode/inode. */
 432         if ((error = getnewvnode("ext2fs", ump->um_mountp, &ext2_vnodeops, &vp)) != 0) {
 433                 free(ip, M_EXT2NODE);
 434                 return (error);
 435         }
 436
 437         lockmgr(vp->v_vnlock, LK_EXCLUSIVE, NULL);
 438         vp->v_data = ip;
 439         ip->i_vnode = vp;
 440         ip->i_e2fs = fs = ump->um_e2fs;
 441         ip->i_ump = ump;
 442         ip->i_number = ino;
 443         ip->i_block_group = ino_to_cg(fs, ino);
 444         ip->i_next_alloc_block = 0;
 445         ip->i_next_alloc_goal = 0;
 446
 447         error = insmntque(vp, ump->um_mountp);
 448         if (error) {
 449                 free(ip, M_EXT2NODE);
 450                 return (error);
 451         }
 452
 453         error = vfs_hash_insert(vp, ino, LK_EXCLUSIVE, td, vpp, NULL, NULL);
 454         if (error || *vpp != NULL) {
 455                 *vpp = NULL;
 456                 free(ip, M_EXT2NODE);
 457                 return (error);
 458         }
 459
 460         if ((error = ext2_vinit(ump->um_mountp, &ext2_fifoops, &vp)) != 0) {
 461                 vput(vp);
 462                 *vpp = NULL;
 463                 free(ip, M_EXT2NODE);
 464                 return (error);
 465         }
 466
 467         if (EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_EXTENTS)
 468             && (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode)))
 469                 ext4_ext_tree_init(ip);
 470         else
 471                 memset(ip->i_data, 0, sizeof(ip->i_data));
 472
 473
 474         /*
 475          * Set up a new generation number for this inode.
 476          * Avoid zero values.
 477          */
 478         do {
 479                 ip->i_gen = arc4random();
 480         } while (ip->i_gen == 0);
 481
 482         vfs_timestamp(&ts);
 483         ip->i_birthtime = ts.tv_sec;
 484         ip->i_birthnsec = ts.tv_nsec;
 485
 486         *vpp = vp;
 487
 488         return (0);
 489
 490 noinodes:
 491         EXT2_UNLOCK(ump);
 492         SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, trace, 1, "out of inodes");
 493         return (ENOSPC);
 494 }
 495
 496 /*
 497  * 64-bit compatible getters and setters for struct ext2_gd from ext2fs.h
 498  */
 499 uint64_t
 500 e2fs_gd_get_b_bitmap(struct ext2_gd *gd)
 501 {
 502
 503         return (((uint64_t)(gd->ext4bgd_b_bitmap_hi) << 32) |
 504             gd->ext2bgd_b_bitmap);
 505 }
 506
 507 uint64_t
 508 e2fs_gd_get_i_bitmap(struct ext2_gd *gd)
 509 {
 510
 511         return (((uint64_t)(gd->ext4bgd_i_bitmap_hi) << 32) |
 512             gd->ext2bgd_i_bitmap);
 513 }
 514
 515 uint64_t
 516 e2fs_gd_get_i_tables(struct ext2_gd *gd)
 517 {
 518
 519         return (((uint64_t)(gd->ext4bgd_i_tables_hi) << 32) |
 520             gd->ext2bgd_i_tables);
 521 }
 522
 523 static uint32_t
 524 e2fs_gd_get_nbfree(struct ext2_gd *gd)
 525 {
 526
 527         return (((uint32_t)(gd->ext4bgd_nbfree_hi) << 16) |
 528             gd->ext2bgd_nbfree);
 529 }
 530
 531 static void
 532 e2fs_gd_set_nbfree(struct ext2_gd *gd, uint32_t val)
 533 {
 534
 535         gd->ext2bgd_nbfree = val & 0xffff;
 536         gd->ext4bgd_nbfree_hi = val >> 16;
 537 }
 538
 539 static uint32_t
 540 e2fs_gd_get_nifree(struct ext2_gd *gd)
 541 {
 542
 543         return (((uint32_t)(gd->ext4bgd_nifree_hi) << 16) |
 544             gd->ext2bgd_nifree);
 545 }
 546
 547 static void
 548 e2fs_gd_set_nifree(struct ext2_gd *gd, uint32_t val)
 549 {
 550
 551         gd->ext2bgd_nifree = val & 0xffff;
 552         gd->ext4bgd_nifree_hi = val >> 16;
 553 }
 554
 555 uint32_t
 556 e2fs_gd_get_ndirs(struct ext2_gd *gd)
 557 {
 558
 559         return (((uint32_t)(gd->ext4bgd_ndirs_hi) << 16) |
 560             gd->ext2bgd_ndirs);
 561 }
 562
 563 static void
 564 e2fs_gd_set_ndirs(struct ext2_gd *gd, uint32_t val)
 565 {
 566
 567         gd->ext2bgd_ndirs = val & 0xffff;
 568         gd->ext4bgd_ndirs_hi = val >> 16;
 569 }
 570
 571 static uint32_t
 572 e2fs_gd_get_i_unused(struct ext2_gd *gd)
 573 {
 574         return (((uint32_t)(gd->ext4bgd_i_unused_hi) << 16) |
 575             gd->ext4bgd_i_unused);
 576 }
 577
 578 static void
 579 e2fs_gd_set_i_unused(struct ext2_gd *gd, uint32_t val)
 580 {
 581
 582         gd->ext4bgd_i_unused = val & 0xffff;
 583         gd->ext4bgd_i_unused_hi = val >> 16;
 584 }
 585
 586 /*
 587  * Find a cylinder to place a directory.
 588  *
 589  * The policy implemented by this algorithm is to allocate a
 590  * directory inode in the same cylinder group as its parent
 591  * directory, but also to reserve space for its files inodes
 592  * and data. Restrict the number of directories which may be
 593  * allocated one after another in the same cylinder group
 594  * without intervening allocation of files.
 595  *
 596  * If we allocate a first level directory then force allocation
 597  * in another cylinder group.
 598  *
 599  */
 600 static u_long
 601 ext2_dirpref(struct inode *pip)
 602 {
 603         struct m_ext2fs *fs;
 604         int cg, prefcg, cgsize;
 605         uint64_t avgbfree, minbfree;
 606         u_int avgifree, avgndir, curdirsize;
 607         u_int minifree, maxndir;
 608         u_int mincg, minndir;
 609         u_int dirsize, maxcontigdirs;
 610
 611         mtx_assert(EXT2_MTX(pip->i_ump), MA_OWNED);
 612         fs = pip->i_e2fs;
 613
 614         avgifree = fs->e2fs->e2fs_ficount / fs->e2fs_gcount;
 615         avgbfree = fs->e2fs_fbcount / fs->e2fs_gcount;
 616         avgndir = fs->e2fs_total_dir / fs->e2fs_gcount;
 617
 618         /*
 619          * Force allocation in another cg if creating a first level dir.
 620          */
 621         ASSERT_VOP_LOCKED(ITOV(pip), "ext2fs_dirpref");
 622         if (ITOV(pip)->v_vflag & VV_ROOT) {
 623                 prefcg = arc4random() % fs->e2fs_gcount;
 624                 mincg = prefcg;
 625                 minndir = fs->e2fs_ipg;
 626                 for (cg = prefcg; cg < fs->e2fs_gcount; cg++)
 627                         if (e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) < minndir &&
 628                             e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgifree &&
 629                             e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgbfree) {
 630                                 mincg = cg;
 631                                 minndir = e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]);
 632                         }
 633                 for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 634                         if (e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) < minndir &&
 635                             e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgifree &&
 636                             e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgbfree) {
 637                                 mincg = cg;
 638                                 minndir = e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]);
 639                         }
 640                 return (mincg);
 641         }
 642         /*
 643          * Count various limits which used for
 644          * optimal allocation of a directory inode.
 645          */
 646         maxndir = min(avgndir + fs->e2fs_ipg / 16, fs->e2fs_ipg);
 647         minifree = avgifree - avgifree / 4;
 648         if (minifree < 1)
 649                 minifree = 1;
 650         minbfree = avgbfree - avgbfree / 4;
 651         if (minbfree < 1)
 652                 minbfree = 1;
 653         cgsize = fs->e2fs_fsize * fs->e2fs_fpg;
 654         dirsize = AVGDIRSIZE;
 655         curdirsize = avgndir ? (cgsize - avgbfree * fs->e2fs_bsize) / avgndir : 0;
 656         if (dirsize < curdirsize)
 657                 dirsize = curdirsize;
 658         maxcontigdirs = min((avgbfree * fs->e2fs_bsize) / dirsize, 255);
 659         maxcontigdirs = min(maxcontigdirs, fs->e2fs_ipg / AFPDIR);
 660         if (maxcontigdirs == 0)
 661                 maxcontigdirs = 1;
 662
 663         /*
 664          * Limit number of dirs in one cg and reserve space for
 665          * regular files, but only if we have no deficit in
 666          * inodes or space.
 667          */
 668         prefcg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
 669         for (cg = prefcg; cg < fs->e2fs_gcount; cg++)
 670                 if (e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) < maxndir &&
 671                     e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= minifree &&
 672                     e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= minbfree) {
 673                         if (fs->e2fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
 674                                 return (cg);
 675                 }
 676         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 677                 if (e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) < maxndir &&
 678                     e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= minifree &&
 679                     e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= minbfree) {
 680                         if (fs->e2fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
 681                                 return (cg);
 682                 }
 683         /*
 684          * This is a backstop when we have deficit in space.
 685          */
 686         for (cg = prefcg; cg < fs->e2fs_gcount; cg++)
 687                 if (e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgifree)
 688                         return (cg);
 689         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 690                 if (e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgifree)
 691                         break;
 692         return (cg);
 693 }
 694
 695 /*
 696  * Select the desired position for the next block in a file.
 697  *
 698  * we try to mimic what Remy does in inode_getblk/block_getblk
 699  *
 700  * we note: blocknr == 0 means that we're about to allocate either
 701  * a direct block or a pointer block at the first level of indirection
 702  * (In other words, stuff that will go in i_db[] or i_ib[])
 703  *
 704  * blocknr != 0 means that we're allocating a block that is none
 705  * of the above. Then, blocknr tells us the number of the block
 706  * that will hold the pointer
 707  */
 708 e4fs_daddr_t
 709 ext2_blkpref(struct inode *ip, e2fs_lbn_t lbn, int indx, e2fs_daddr_t *bap,
 710     e2fs_daddr_t blocknr)
 711 {
 712         struct m_ext2fs *fs;
 713         int tmp;
 714
 715         fs = ip->i_e2fs;
 716
 717         mtx_assert(EXT2_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
 718
 719         /*
 720          * If the next block is actually what we thought it is, then set the
 721          * goal to what we thought it should be.
 722          */
 723         if (ip->i_next_alloc_block == lbn && ip->i_next_alloc_goal != 0)
 724                 return ip->i_next_alloc_goal;
 725
 726         /*
 727          * Now check whether we were provided with an array that basically
 728          * tells us previous blocks to which we want to stay close.
 729          */
 730         if (bap)
 731                 for (tmp = indx - 1; tmp >= 0; tmp--)
 732                         if (bap[tmp])
 733                                 return bap[tmp];
 734
 735         /*
 736          * Else lets fall back to the blocknr or, if there is none, follow
 737          * the rule that a block should be allocated near its inode.
 738          */
 739         return (blocknr ? blocknr :
 740             (e2fs_daddr_t)(ip->i_block_group *
 741             EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(fs)) + fs->e2fs->e2fs_first_dblock);
 742 }
 743
 744 /*
 745  * Implement the cylinder overflow algorithm.
 746  *
 747  * The policy implemented by this algorithm is:
 748  *   1) allocate the block in its requested cylinder group.
 749  *   2) quadradically rehash on the cylinder group number.
 750  *   3) brute force search for a free block.
 751  */
 752 static e4fs_daddr_t
 753 ext2_hashalloc(struct inode *ip, int cg, long pref, int size,
 754     daddr_t (*allocator) (struct inode *, int, daddr_t, int))
 755 {
 756         struct m_ext2fs *fs;
 757         e4fs_daddr_t result;
 758         int i, icg = cg;
 759
 760         mtx_assert(EXT2_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
 761         fs = ip->i_e2fs;
 762         /*
 763          * 1: preferred cylinder group
 764          */
 765         result = (*allocator)(ip, cg, pref, size);
 766         if (result)
 767                 return (result);
 768         /*
 769          * 2: quadratic rehash
 770          */
 771         for (i = 1; i < fs->e2fs_gcount; i *= 2) {
 772                 cg += i;
 773                 if (cg >= fs->e2fs_gcount)
 774                         cg -= fs->e2fs_gcount;
 775                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 776                 if (result)
 777                         return (result);
 778         }
 779         /*
 780          * 3: brute force search
 781          * Note that we start at i == 2, since 0 was checked initially,
 782          * and 1 is always checked in the quadratic rehash.
 783          */
 784         cg = (icg + 2) % fs->e2fs_gcount;
 785         for (i = 2; i < fs->e2fs_gcount; i++) {
 786                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 787                 if (result)
 788                         return (result);
 789                 cg++;
 790                 if (cg == fs->e2fs_gcount)
 791                         cg = 0;
 792         }
 793         return (0);
 794 }
 795
 796 static uint64_t
 797 ext2_cg_number_gdb_nometa(struct m_ext2fs *fs, int cg)
 798 {
 799
 800         if (!ext2_cg_has_sb(fs, cg))
 801                 return (0);
 802
 803         if (EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_META_BG))
 804                 return (fs->e2fs->e3fs_first_meta_bg);
 805
 806         return ((fs->e2fs_gcount + EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs) - 1) /
 807             EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs));
 808 }
 809
 810 static uint64_t
 811 ext2_cg_number_gdb_meta(struct m_ext2fs *fs, int cg)
 812 {
 813         unsigned long metagroup;
 814         int first, last;
 815
 816         metagroup = cg / EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs);
 817         first = metagroup * EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs);
 818         last = first + EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs) - 1;
 819
 820         if (cg == first || cg == first + 1 || cg == last)
 821                 return (1);
 822
 823         return (0);
 824 }
 825
 826 uint64_t
 827 ext2_cg_number_gdb(struct m_ext2fs *fs, int cg)
 828 {
 829         unsigned long first_meta_bg, metagroup;
 830
 831         first_meta_bg = fs->e2fs->e3fs_first_meta_bg;
 832         metagroup = cg / EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs);
 833
 834         if (!EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_META_BG) ||
 835             metagroup < first_meta_bg)
 836                 return (ext2_cg_number_gdb_nometa(fs, cg));
 837
 838         return ext2_cg_number_gdb_meta(fs, cg);
 839 }
 840
 841 static int
 842 ext2_number_base_meta_blocks(struct m_ext2fs *fs, int cg)
 843 {
 844         int number;
 845
 846         number = ext2_cg_has_sb(fs, cg);
 847
 848         if (!EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_META_BG) ||
 849             cg < fs->e2fs->e3fs_first_meta_bg * EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs)) {
 850                 if (number) {
 851                         number += ext2_cg_number_gdb(fs, cg);
 852                         number += fs->e2fs->e2fs_reserved_ngdb;
 853                 }
 854         } else {
 855                 number += ext2_cg_number_gdb(fs, cg);
 856         }
 857
 858         return (number);
 859 }
 860
 861 static void
 862 ext2_mark_bitmap_end(int start_bit, int end_bit, char *bitmap)
 863 {
 864         int i;
 865
 866         if (start_bit >= end_bit)
 867                 return;
 868
 869         for (i = start_bit; i < ((start_bit + 7) & ~7UL); i++)
 870                 setbit(bitmap, i);
 871         if (i < end_bit)
 872                 memset(bitmap + (i >> 3), 0xff, (end_bit - i) >> 3);
 873 }
 874
 875 static int
 876 ext2_get_group_number(struct m_ext2fs *fs, e4fs_daddr_t block)
 877 {
 878
 879         return ((block - fs->e2fs->e2fs_first_dblock) / fs->e2fs_bsize);
 880 }
 881
 882 static int
 883 ext2_block_in_group(struct m_ext2fs *fs, e4fs_daddr_t block, int cg)
 884 {
 885
 886         return ((ext2_get_group_number(fs, block) == cg) ? 1 : 0);
 887 }
 888
 889 static int
 890 ext2_cg_block_bitmap_init(struct m_ext2fs *fs, int cg, struct buf *bp)
 891 {
 892         int bit, bit_max, inodes_per_block;
 893         uint64_t start, tmp;
 894
 895         if (!(fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags & EXT2_BG_BLOCK_UNINIT))
 896                 return (0);
 897
 898         memset(bp->b_data, 0, fs->e2fs_bsize);
 899
 900         bit_max = ext2_number_base_meta_blocks(fs, cg);
 901         if ((bit_max >> 3) >= fs->e2fs_bsize)
 902                 return (EINVAL);
 903
 904         for (bit = 0; bit < bit_max; bit++)
 905                 setbit(bp->b_data, bit);
 906
 907         start = (uint64_t)cg * fs->e2fs->e2fs_bpg + fs->e2fs->e2fs_first_dblock;
 908
 909         /* Set bits for block and inode bitmaps, and inode table. */
 910         tmp = e2fs_gd_get_b_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg]);
 911         if (!EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_FLEX_BG) ||
 912             ext2_block_in_group(fs, tmp, cg))
 913                 setbit(bp->b_data, tmp - start);
 914
 915         tmp = e2fs_gd_get_i_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg]);
 916         if (!EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_FLEX_BG) ||
 917             ext2_block_in_group(fs, tmp, cg))
 918                 setbit(bp->b_data, tmp - start);
 919
 920         tmp = e2fs_gd_get_i_tables(&fs->e2fs_gd[cg]);
 921         inodes_per_block = fs->e2fs_bsize/EXT2_INODE_SIZE(fs);
 922         while( tmp < e2fs_gd_get_i_tables(&fs->e2fs_gd[cg]) +
 923             fs->e2fs->e2fs_ipg / inodes_per_block ) {
 924                 if (!EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_FLEX_BG) ||
 925                     ext2_block_in_group(fs, tmp, cg))
 926                         setbit(bp->b_data, tmp - start);
 927                 tmp++;
 928         }
 929
 930         /*
 931          * Also if the number of blocks within the group is less than
 932          * the blocksize * 8 ( which is the size of bitmap ), set rest
 933          * of the block bitmap to 1
 934          */
 935         ext2_mark_bitmap_end(fs->e2fs->e2fs_bpg, fs->e2fs_bsize * 8,
 936             bp->b_data);
 937
 938         /* Clean the flag */
 939         fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags &= ~EXT2_BG_BLOCK_UNINIT;
 940
 941         return (0);
 942 }
 943
 944 static int
 945 ext2_b_bitmap_validate(struct m_ext2fs *fs, struct buf *bp, int cg)
 946 {
 947         struct ext2_gd *gd;
 948         uint64_t group_first_block;
 949         unsigned int offset, max_bit;
 950
 951         if (EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_FLEX_BG)) {
 952                 /*
 953                  * It is not possible to check block bitmap in case of this feature,
 954                  * because the inode and block bitmaps and inode table
 955                  * blocks may not be in the group at all.
 956                  * So, skip check in this case.
 957                  */
 958                 return (0);
 959         }
 960
 961         gd = &fs->e2fs_gd[cg];
 962         max_bit = fs->e2fs_fpg;
 963         group_first_block = ((uint64_t)cg) * fs->e2fs->e2fs_fpg +
 964             fs->e2fs->e2fs_first_dblock;
 965
 966         /* Check block bitmap block number */
 967         offset = e2fs_gd_get_b_bitmap(gd) - group_first_block;
 968         if (offset >= max_bit || !isset(bp->b_data, offset)) {
 969                 SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, ext2_b_bitmap_validate_error,
 970                     "bad block bitmap, group", cg);
 971                 return (EINVAL);
 972         }
 973
 974         /* Check inode bitmap block number */
 975         offset = e2fs_gd_get_i_bitmap(gd) - group_first_block;
 976         if (offset >= max_bit || !isset(bp->b_data, offset)) {
 977                 SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, ext2_b_bitmap_validate_error,
 978                     "bad inode bitmap", cg);
 979                 return (EINVAL);
 980         }
 981
 982         /* Check inode table */
 983         offset = e2fs_gd_get_i_tables(gd) - group_first_block;
 984         if (offset >= max_bit || offset + fs->e2fs_itpg >= max_bit) {
 985                 SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, ext2_b_bitmap_validate_error,
 986                     "bad inode table, group", cg);
 987                 return (EINVAL);
 988         }
 989
 990         return (0);
 991 }
 992
 993 /*
 994  * Determine whether a block can be allocated.
 995  *
 996  * Check to see if a block of the appropriate size is available,
 997  * and if it is, allocate it.
 998  */
 999 static daddr_t
1000 ext2_alloccg(struct inode *ip, int cg, daddr_t bpref, int size)
1001 {
1002         struct m_ext2fs *fs;
1003         struct buf *bp;
1004         struct ext2mount *ump;
1005         daddr_t bno, runstart, runlen;
1006         int bit, loc, end, error, start;
1007         char *bbp;
1008         /* XXX ondisk32 */
1009         fs = ip->i_e2fs;
1010         ump = ip->i_ump;
1011         if (e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) == 0)
1012                 return (0);
1013
1014         EXT2_UNLOCK(ump);
1015         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs,
1016             e2fs_gd_get_b_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1017             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1018         if (error)
1019                 goto fail;
1020
1021         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_GDT_CSUM) ||
1022             EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_METADATA_CKSUM)) {
1023                 error = ext2_cg_block_bitmap_init(fs, cg, bp);
1024                 if (error)
1025                         goto fail;
1026
1027                 ext2_gd_b_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1028         }
1029         error = ext2_gd_b_bitmap_csum_verify(fs, cg, bp);
1030         if (error)
1031                 goto fail;
1032
1033         error = ext2_b_bitmap_validate(fs,bp, cg);
1034         if (error)
1035                 goto fail;
1036
1037         /*
1038          * Check, that another thread did not not allocate the last block in this
1039          * group while we were waiting for the buffer.
1040          */
1041         if (e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) == 0)
1042                 goto fail;
1043
1044         bbp = (char *)bp->b_data;
1045
1046         if (dtog(fs, bpref) != cg)
1047                 bpref = 0;
1048         if (bpref != 0) {
1049                 bpref = dtogd(fs, bpref);
1050                 /*
1051                  * if the requested block is available, use it
1052                  */
1053                 if (isclr(bbp, bpref)) {
1054                         bno = bpref;
1055                         goto gotit;
1056                 }
1057         }
1058         /*
1059          * no blocks in the requested cylinder, so take next
1060          * available one in this cylinder group.
1061          * first try to get 8 contigous blocks, then fall back to a single
1062          * block.
1063          */
1064         if (bpref)
1065                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
1066         else
1067                 start = 0;
1068         end = howmany(fs->e2fs->e2fs_fpg, NBBY) - start;
1069 retry:
1070         runlen = 0;
1071         runstart = 0;
1072         for (loc = start; loc < end; loc++) {
1073                 if (bbp[loc] == (char)0xff) {
1074                         runlen = 0;
1075                         continue;
1076                 }
1077
1078                 /* Start of a run, find the number of high clear bits. */
1079                 if (runlen == 0) {
1080                         bit = fls(bbp[loc]);
1081                         runlen = NBBY - bit;
1082                         runstart = loc * NBBY + bit;
1083                 } else if (bbp[loc] == 0) {
1084                         /* Continue a run. */
1085                         runlen += NBBY;
1086                 } else {
1087                         /*
1088                          * Finish the current run.  If it isn't long
1089                          * enough, start a new one.
1090                          */
1091                         bit = ffs(bbp[loc]) - 1;
1092                         runlen += bit;
1093                         if (runlen >= 8) {
1094                                 bno = runstart;
1095                                 goto gotit;
1096                         }
1097
1098                         /* Run was too short, start a new one. */
1099                         bit = fls(bbp[loc]);
1100                         runlen = NBBY - bit;
1101                         runstart = loc * NBBY + bit;
1102                 }
1103
1104                 /* If the current run is long enough, use it. */
1105                 if (runlen >= 8) {
1106                         bno = runstart;
1107                         goto gotit;
1108                 }
1109         }
1110         if (start != 0) {
1111                 end = start;
1112                 start = 0;
1113                 goto retry;
1114         }
1115         bno = ext2_mapsearch(fs, bbp, bpref);
1116         if (bno < 0)
1117                 goto fail;
1118
1119 gotit:
1120 #ifdef INVARIANTS
1121         if (isset(bbp, bno)) {
1122                 printf("ext2fs_alloccgblk: cg=%d bno=%jd fs=%s\n",
1123                     cg, (intmax_t)bno, fs->e2fs_fsmnt);
1124                 panic("ext2fs_alloccg: dup alloc");
1125         }
1126 #endif
1127         setbit(bbp, bno);
1128         EXT2_LOCK(ump);
1129         ext2_clusteracct(fs, bbp, cg, bno, -1);
1130         fs->e2fs_fbcount--;
1131         e2fs_gd_set_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg],
1132             e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) - 1);
1133         fs->e2fs_fmod = 1;
1134         EXT2_UNLOCK(ump);
1135         ext2_gd_b_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1136         bdwrite(bp);
1137         return (((uint64_t)cg) * fs->e2fs->e2fs_fpg + fs->e2fs->e2fs_first_dblock + bno);
1138
1139 fail:
1140         brelse(bp);
1141         EXT2_LOCK(ump);
1142         return (0);
1143 }
1144
1145 /*
1146  * Determine whether a cluster can be allocated.
1147  */
1148 static daddr_t
1149 ext2_clusteralloc(struct inode *ip, int cg, daddr_t bpref, int len)
1150 {
1151         struct m_ext2fs *fs;
1152         struct ext2mount *ump;
1153         struct buf *bp;
1154         char *bbp;
1155         int bit, error, got, i, loc, run;
1156         int32_t *lp;
1157         daddr_t bno;
1158
1159         fs = ip->i_e2fs;
1160         ump = ip->i_ump;
1161
1162         if (fs->e2fs_maxcluster[cg] < len)
1163                 return (0);
1164
1165         EXT2_UNLOCK(ump);
1166         error = bread(ip->i_devvp,
1167             fsbtodb(fs, e2fs_gd_get_b_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1168             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1169         if (error)
1170                 goto fail_lock;
1171
1172         bbp = (char *)bp->b_data;
1173         EXT2_LOCK(ump);
1174         /*
1175          * Check to see if a cluster of the needed size (or bigger) is
1176          * available in this cylinder group.
1177          */
1178         lp = &fs->e2fs_clustersum[cg].cs_sum[len];
1179         for (i = len; i <= fs->e2fs_contigsumsize; i++)
1180                 if (*lp++ > 0)
1181                         break;
1182         if (i > fs->e2fs_contigsumsize) {
1183                 /*
1184                  * Update the cluster summary information to reflect
1185                  * the true maximum-sized cluster so that future cluster
1186                  * allocation requests can avoid reading the bitmap only
1187                  * to find no cluster.
1188                  */
1189                 lp = &fs->e2fs_clustersum[cg].cs_sum[len - 1];
1190                 for (i = len - 1; i > 0; i--)
1191                         if (*lp-- > 0)
1192                                 break;
1193                 fs->e2fs_maxcluster[cg] = i;
1194                 goto fail;
1195         }
1196         EXT2_UNLOCK(ump);
1197
1198         /* Search the bitmap to find a big enough cluster like in FFS. */
1199         if (dtog(fs, bpref) != cg)
1200                 bpref = 0;
1201         if (bpref != 0)
1202                 bpref = dtogd(fs, bpref);
1203         loc = bpref / NBBY;
1204         bit = 1 << (bpref % NBBY);
1205         for (run = 0, got = bpref; got < fs->e2fs->e2fs_fpg; got++) {
1206                 if ((bbp[loc] & bit) != 0)
1207                         run = 0;
1208                 else {
1209                         run++;
1210                         if (run == len)
1211                                 break;
1212                 }
1213                 if ((got & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1))
1214                         bit <<= 1;
1215                 else {
1216                         loc++;
1217                         bit = 1;
1218                 }
1219         }
1220
1221         if (got >= fs->e2fs->e2fs_fpg)
1222                 goto fail_lock;
1223
1224         /* Allocate the cluster that we found. */
1225         for (i = 1; i < len; i++)
1226                 if (!isclr(bbp, got - run + i))
1227                         panic("ext2_clusteralloc: map mismatch");
1228
1229         bno = got - run + 1;
1230         if (bno >= fs->e2fs->e2fs_fpg)
1231                 panic("ext2_clusteralloc: allocated out of group");
1232
1233         EXT2_LOCK(ump);
1234         for (i = 0; i < len; i += fs->e2fs_fpb) {
1235                 setbit(bbp, bno + i);
1236                 ext2_clusteracct(fs, bbp, cg, bno + i, -1);
1237                 fs->e2fs_fbcount--;
1238                 e2fs_gd_set_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg],
1239                     e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) - 1);
1240         }
1241         fs->e2fs_fmod = 1;
1242         EXT2_UNLOCK(ump);
1243
1244         bdwrite(bp);
1245         return (cg * fs->e2fs->e2fs_fpg + fs->e2fs->e2fs_first_dblock + bno);
1246
1247 fail_lock:
1248         EXT2_LOCK(ump);
1249 fail:
1250         brelse(bp);
1251         return (0);
1252 }
1253
1254 static int
1255 ext2_zero_inode_table(struct inode *ip, int cg)
1256 {
1257         struct m_ext2fs *fs;
1258         struct buf *bp;
1259         int i, all_blks, used_blks;
1260
1261         fs = ip->i_e2fs;
1262
1263         if (fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags & EXT2_BG_INODE_ZEROED)
1264                 return (0);
1265
1266         all_blks = fs->e2fs->e2fs_inode_size * fs->e2fs->e2fs_ipg /
1267             fs->e2fs_bsize;
1268
1269         used_blks = howmany(fs->e2fs->e2fs_ipg -
1270             e2fs_gd_get_i_unused(&fs->e2fs_gd[cg]),
1271             fs->e2fs_bsize / EXT2_INODE_SIZE(fs));
1272
1273         for (i = 0; i < all_blks - used_blks; i++) {
1274                 bp = getblk(ip->i_devvp, fsbtodb(fs,
1275                     e2fs_gd_get_i_tables(&fs->e2fs_gd[cg]) + used_blks + i),
1276                     fs->e2fs_bsize, 0, 0, 0);
1277                 if (!bp)
1278                         return (EIO);
1279
1280                 vfs_bio_bzero_buf(bp, 0, fs->e2fs_bsize);
1281                 bawrite(bp);
1282         }
1283
1284         fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags |= EXT2_BG_INODE_ZEROED;
1285
1286         return (0);
1287 }
1288
1289 /*
1290  * Determine whether an inode can be allocated.
1291  *
1292  * Check to see if an inode is available, and if it is,
1293  * allocate it using tode in the specified cylinder group.
1294  */
1295 static daddr_t
1296 ext2_nodealloccg(struct inode *ip, int cg, daddr_t ipref, int mode)
1297 {
1298         struct m_ext2fs *fs;
1299         struct buf *bp;
1300         struct ext2mount *ump;
1301         int error, start, len, ifree;
1302         char *ibp, *loc;
1303
1304         ipref--;        /* to avoid a lot of (ipref -1) */
1305         if (ipref == -1)
1306                 ipref = 0;
1307         fs = ip->i_e2fs;
1308         ump = ip->i_ump;
1309         if (e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) == 0)
1310                 return (0);
1311         EXT2_UNLOCK(ump);
1312         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs,
1313             e2fs_gd_get_i_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1314             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1315         if (error) {
1316                 brelse(bp);
1317                 EXT2_LOCK(ump);
1318                 return (0);
1319         }
1320         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_GDT_CSUM) ||
1321             EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_METADATA_CKSUM)) {
1322                 if (fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags & EXT2_BG_INODE_UNINIT) {
1323                         memset(bp->b_data, 0, fs->e2fs_bsize);
1324                         fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags &= ~EXT2_BG_INODE_UNINIT;
1325                 }
1326                 ext2_gd_i_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1327                 error = ext2_zero_inode_table(ip, cg);
1328                 if (error) {
1329                         brelse(bp);
1330                         EXT2_LOCK(ump);
1331                         return (0);
1332                 }
1333         }
1334         error = ext2_gd_i_bitmap_csum_verify(fs, cg, bp);
1335         if (error) {
1336                 brelse(bp);
1337                 EXT2_LOCK(ump);
1338                 return (0);
1339         }
1340         if (e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) == 0) {
1341                 /*
1342                  * Another thread allocated the last i-node in this
1343                  * group while we were waiting for the buffer.
1344                  */
1345                 brelse(bp);
1346                 EXT2_LOCK(ump);
1347                 return (0);
1348         }
1349         ibp = (char *)bp->b_data;
1350         if (ipref) {
1351                 ipref %= fs->e2fs->e2fs_ipg;
1352                 if (isclr(ibp, ipref))
1353                         goto gotit;
1354         }
1355         start = ipref / NBBY;
1356         len = howmany(fs->e2fs->e2fs_ipg - ipref, NBBY);
1357         loc = memcchr(&ibp[start], 0xff, len);
1358         if (loc == NULL) {
1359                 len = start + 1;
1360                 start = 0;
1361                 loc = memcchr(&ibp[start], 0xff, len);
1362                 if (loc == NULL) {
1363                         SDT_PROBE3(ext2fs, , alloc, ext2_nodealloccg_bmap_corrupted,
1364                             cg, ipref, fs->e2fs_fsmnt);
1365                         brelse(bp);
1366                         EXT2_LOCK(ump);
1367                         return (0);
1368                 }
1369         }
1370         ipref = (loc - ibp) * NBBY + ffs(~*loc) - 1;
1371 gotit:
1372         setbit(ibp, ipref);
1373         EXT2_LOCK(ump);
1374         e2fs_gd_set_nifree(&fs->e2fs_gd[cg],
1375             e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) - 1);
1376         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_GDT_CSUM) ||
1377             EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_METADATA_CKSUM)) {
1378                 ifree = fs->e2fs->e2fs_ipg - e2fs_gd_get_i_unused(&fs->e2fs_gd[cg]);
1379                 if (ipref + 1 > ifree)
1380                         e2fs_gd_set_i_unused(&fs->e2fs_gd[cg],
1381                             fs->e2fs->e2fs_ipg - (ipref + 1));
1382         }
1383         fs->e2fs->e2fs_ficount--;
1384         fs->e2fs_fmod = 1;
1385         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1386                 e2fs_gd_set_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg],
1387                     e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) + 1);
1388                 fs->e2fs_total_dir++;
1389         }
1390         EXT2_UNLOCK(ump);
1391         ext2_gd_i_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1392         bdwrite(bp);
1393         return ((uint64_t)cg * fs->e2fs_ipg + ipref + 1);
1394 }
1395
1396 /*
1397  * Free a block or fragment.
1398  *
1399  */
1400 void
1401 ext2_blkfree(struct inode *ip, e4fs_daddr_t bno, long size)
1402 {
1403         struct m_ext2fs *fs;
1404         struct buf *bp;
1405         struct ext2mount *ump;
1406         int cg, error;
1407         char *bbp;
1408
1409         fs = ip->i_e2fs;
1410         ump = ip->i_ump;
1411         cg = dtog(fs, bno);
1412         if (bno >= fs->e2fs_bcount) {
1413                 SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, ext2_blkfree_bad_block, ip->i_number, bno);
1414                 return;
1415         }
1416         error = bread(ip->i_devvp,
1417             fsbtodb(fs, e2fs_gd_get_b_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1418             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1419         if (error) {
1420                 brelse(bp);
1421                 return;
1422         }
1423         bbp = (char *)bp->b_data;
1424         bno = dtogd(fs, bno);
1425         if (isclr(bbp, bno)) {
1426                 panic("ext2_blkfree: freeing free block %lld, fs=%s",
1427                     (long long)bno, fs->e2fs_fsmnt);
1428         }
1429         clrbit(bbp, bno);
1430         EXT2_LOCK(ump);
1431         ext2_clusteracct(fs, bbp, cg, bno, 1);
1432         fs->e2fs_fbcount++;
1433         e2fs_gd_set_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg],
1434             e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) + 1);
1435         fs->e2fs_fmod = 1;
1436         EXT2_UNLOCK(ump);
1437         ext2_gd_b_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1438         bdwrite(bp);
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Free an inode.
1443  *
1444  */
1445 int
1446 ext2_vfree(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
1447 {
1448         struct m_ext2fs *fs;
1449         struct inode *pip;
1450         struct buf *bp;
1451         struct ext2mount *ump;
1452         int error, cg;
1453         char *ibp;
1454
1455         pip = VTOI(pvp);
1456         fs = pip->i_e2fs;
1457         ump = pip->i_ump;
1458         if ((u_int)ino > fs->e2fs_ipg * fs->e2fs_gcount)
1459                 panic("ext2_vfree: range: devvp = %p, ino = %ju, fs = %s",
1460                     pip->i_devvp, (uintmax_t)ino, fs->e2fs_fsmnt);
1461
1462         cg = ino_to_cg(fs, ino);
1463         error = bread(pip->i_devvp,
1464             fsbtodb(fs, e2fs_gd_get_i_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1465             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1466         if (error) {
1467                 brelse(bp);
1468                 return (0);
1469         }
1470         ibp = (char *)bp->b_data;
1471         ino = (ino - 1) % fs->e2fs->e2fs_ipg;
1472         if (isclr(ibp, ino)) {
1473                 SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, ext2_vfree_doublefree,
1474                     fs->e2fs_fsmnt, ino);
1475                 if (fs->e2fs_ronly == 0)
1476                         panic("ext2_vfree: freeing free inode");
1477         }
1478         clrbit(ibp, ino);
1479         EXT2_LOCK(ump);
1480         fs->e2fs->e2fs_ficount++;
1481         e2fs_gd_set_nifree(&fs->e2fs_gd[cg],
1482             e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) + 1);
1483         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1484                 e2fs_gd_set_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg],
1485                     e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) - 1);
1486                 fs->e2fs_total_dir--;
1487         }
1488         fs->e2fs_fmod = 1;
1489         EXT2_UNLOCK(ump);
1490         ext2_gd_i_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1491         bdwrite(bp);
1492         return (0);
1493 }
1494
1495 /*
1496  * Find a block in the specified cylinder group.
1497  *
1498  * It is a panic if a request is made to find a block if none are
1499  * available.
1500  */
1501 static daddr_t
1502 ext2_mapsearch(struct m_ext2fs *fs, char *bbp, daddr_t bpref)
1503 {
1504         char *loc;
1505         int start, len;
1506
1507         /*
1508          * find the fragment by searching through the free block
1509          * map for an appropriate bit pattern
1510          */
1511         if (bpref)
1512                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
1513         else
1514                 start = 0;
1515         len = howmany(fs->e2fs->e2fs_fpg, NBBY) - start;
1516         loc = memcchr(&bbp[start], 0xff, len);
1517         if (loc == NULL) {
1518                 len = start + 1;
1519                 start = 0;
1520                 loc = memcchr(&bbp[start], 0xff, len);
1521                 if (loc == NULL) {
1522                         panic("ext2_mapsearch: map corrupted: start=%d, len=%d, fs=%s",
1523                             start, len, fs->e2fs_fsmnt);
1524                         /* NOTREACHED */
1525                 }
1526         }
1527         return ((loc - bbp) * NBBY + ffs(~*loc) - 1);
1528 }
1529
1530 int
1531 ext2_cg_has_sb(struct m_ext2fs *fs, int cg)
1532 {
1533         int a3, a5, a7;
1534
1535         if (cg == 0)
1536                 return (1);
1537
1538         if (EXT2_HAS_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_COMPAT_SPARSESUPER2)) {
1539                 if (cg == fs->e2fs->e4fs_backup_bgs[0] ||
1540                     cg == fs->e2fs->e4fs_backup_bgs[1])
1541                         return (1);
1542                 return (0);
1543         }
1544
1545         if ((cg <= 1) ||
1546             !EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_SPARSESUPER))
1547                 return (1);
1548
1549         if (!(cg & 1))
1550                 return (0);
1551
1552         for (a3 = 3, a5 = 5, a7 = 7;
1553             a3 <= cg || a5 <= cg || a7 <= cg;
1554             a3 *= 3, a5 *= 5, a7 *= 7)
1555                 if (cg == a3 || cg == a5 || cg == a7)
1556                         return (1);
1557         return (0);
1558 }