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/stat.h>
  46 #include <sys/mount.h>
  47 #include <sys/sysctl.h>
  48 #include <sys/syslog.h>
  49 #include <sys/buf.h>
  50 #include <sys/endian.h>
  51
  52 #include <fs/ext2fs/fs.h>
  53 #include <fs/ext2fs/inode.h>
  54 #include <fs/ext2fs/ext2_mount.h>
  55 #include <fs/ext2fs/ext2fs.h>
  56 #include <fs/ext2fs/ext2_extern.h>
  57
  58 static daddr_t  ext2_alloccg(struct inode *, int, daddr_t, int);
  59 static daddr_t  ext2_clusteralloc(struct inode *, int, daddr_t, int);
  60 static u_long   ext2_dirpref(struct inode *);
  61 static e4fs_daddr_t ext2_hashalloc(struct inode *, int, long, int,
  62     daddr_t (*)(struct inode *, int, daddr_t,
  63                                                 int));
  64 static daddr_t  ext2_nodealloccg(struct inode *, int, daddr_t, int);
  65 static daddr_t  ext2_mapsearch(struct m_ext2fs *, char *, daddr_t);
  66
  67 /*
  68  * Allocate a block in the filesystem.
  69  *
  70  * A preference may be optionally specified. If a preference is given
  71  * the following hierarchy is used to allocate a block:
  72  *   1) allocate the requested block.
  73  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
  74  *   3) allocate a block in the same cylinder group.
  75  *   4) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
  76  *        available block is located.
  77  * If no block preference is given the following hierarchy is used
  78  * to allocate a block:
  79  *   1) allocate a block in the cylinder group that contains the
  80  *        inode for the file.
  81  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
  82  *        available block is located.
  83  */
  84 int
  85 ext2_alloc(struct inode *ip, daddr_t lbn, e4fs_daddr_t bpref, int size,
  86     struct ucred *cred, e4fs_daddr_t *bnp)
  87 {
  88         struct m_ext2fs *fs;
  89         struct ext2mount *ump;
  90         e4fs_daddr_t bno;
  91         int cg;
  92
  93         *bnp = 0;
  94         fs = ip->i_e2fs;
  95         ump = ip->i_ump;
  96         mtx_assert(EXT2_MTX(ump), MA_OWNED);
  97 #ifdef INVARIANTS
  98         if ((u_int)size > fs->e2fs_bsize || blkoff(fs, size) != 0) {
  99                 vn_printf(ip->i_devvp, "bsize = %lu, size = %d, fs = %s\n",
 100                     (long unsigned int)fs->e2fs_bsize, size, fs->e2fs_fsmnt);
 101                 panic("ext2_alloc: bad size");
 102         }
 103         if (cred == NOCRED)
 104                 panic("ext2_alloc: missing credential");
 105 #endif          /* INVARIANTS */
 106         if (size == fs->e2fs_bsize && fs->e2fs_fbcount == 0)
 107                 goto nospace;
 108         if (cred->cr_uid != 0 &&
 109             fs->e2fs_fbcount < fs->e2fs_rbcount)
 110                 goto nospace;
 111         if (bpref >= fs->e2fs_bcount)
 112                 bpref = 0;
 113         if (bpref == 0)
 114                 cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
 115         else
 116                 cg = dtog(fs, bpref);
 117         bno = (daddr_t)ext2_hashalloc(ip, cg, bpref, fs->e2fs_bsize,
 118             ext2_alloccg);
 119         if (bno > 0) {
 120                 /* set next_alloc fields as done in block_getblk */
 121                 ip->i_next_alloc_block = lbn;
 122                 ip->i_next_alloc_goal = bno;
 123
 124                 ip->i_blocks += btodb(fs->e2fs_bsize);
 125                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 126                 *bnp = bno;
 127                 return (0);
 128         }
 129 nospace:
 130         EXT2_UNLOCK(ump);
 131         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "filesystem full");
 132         uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n", fs->e2fs_fsmnt);
 133         return (ENOSPC);
 134 }
 135
 136 /*
 137  * Allocate EA's block for inode.
 138  */
 139 e4fs_daddr_t
 140 ext2_alloc_meta(struct inode *ip)
 141 {
 142         struct m_ext2fs *fs;
 143         daddr_t blk;
 144
 145         fs = ip->i_e2fs;
 146
 147         EXT2_LOCK(ip->i_ump);
 148         blk = ext2_hashalloc(ip, ino_to_cg(fs, ip->i_number), 0, fs->e2fs_bsize,
 149             ext2_alloccg);
 150         if (0 == blk)
 151                 EXT2_UNLOCK(ip->i_ump);
 152
 153         return (blk);
 154 }
 155
 156 /*
 157  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
 158  *
 159  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
 160  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
 161  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible to
 162  * an fs_rotdelay offset from the end of the allocation for the logical
 163  * block immediately preceding the current range. If successful, the
 164  * physical block numbers in the buffer pointers and in the inode are
 165  * changed to reflect the new allocation. If unsuccessful, the allocation
 166  * is left unchanged. The success in doing the reallocation is returned.
 167  * Note that the error return is not reflected back to the user. Rather
 168  * the previous block allocation will be used.
 169  */
 170
 171 static SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, ext2fs, CTLFLAG_RW, 0, "EXT2FS filesystem");
 172
 173 static int doasyncfree = 1;
 174
 175 SYSCTL_INT(_vfs_ext2fs, OID_AUTO, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0,
 176     "Use asychronous writes to update block pointers when freeing blocks");
 177
 178 static int doreallocblks = 0;
 179
 180 SYSCTL_INT(_vfs_ext2fs, OID_AUTO, doreallocblks, CTLFLAG_RW, &doreallocblks, 0, "");
 181
 182 int
 183 ext2_reallocblks(struct vop_reallocblks_args *ap)
 184 {
 185         struct m_ext2fs *fs;
 186         struct inode *ip;
 187         struct vnode *vp;
 188         struct buf *sbp, *ebp;
 189         uint32_t *bap, *sbap, *ebap;
 190         struct ext2mount *ump;
 191         struct cluster_save *buflist;
 192         struct indir start_ap[EXT2_NIADDR + 1], end_ap[EXT2_NIADDR + 1], *idp;
 193         e2fs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
 194         int soff;
 195         e2fs_daddr_t newblk, blkno;
 196         int i, len, start_lvl, end_lvl, pref, ssize;
 197
 198         if (doreallocblks == 0)
 199                 return (ENOSPC);
 200
 201         vp = ap->a_vp;
 202         ip = VTOI(vp);
 203         fs = ip->i_e2fs;
 204         ump = ip->i_ump;
 205
 206         if (fs->e2fs_contigsumsize <= 0 || ip->i_flag & IN_E4EXTENTS)
 207                 return (ENOSPC);
 208
 209         buflist = ap->a_buflist;
 210         len = buflist->bs_nchildren;
 211         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
 212         end_lbn = start_lbn + len - 1;
 213 #ifdef INVARIANTS
 214         for (i = 1; i < len; i++)
 215                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
 216                         panic("ext2_reallocblks: non-cluster");
 217 #endif
 218         /*
 219          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
 220          * block, leave space for the indirect block. Indirect blocks
 221          * are initially laid out in a position after the last direct
 222          * block. Block reallocation would usually destroy locality by
 223          * moving the indirect block out of the way to make room for
 224          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
 225          * this for other indirect block boundaries, but it is only
 226          * important for the first one.
 227          */
 228         if (start_lbn < EXT2_NDADDR && end_lbn >= EXT2_NDADDR)
 229                 return (ENOSPC);
 230         /*
 231          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
 232          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
 233          * the previous cylinder group.
 234          */
 235         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
 236             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
 237                 return (ENOSPC);
 238         if (ext2_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
 239             ext2_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
 240                 return (ENOSPC);
 241         /*
 242          * Get the starting offset and block map for the first block.
 243          */
 244         if (start_lvl == 0) {
 245                 sbap = &ip->i_db[0];
 246                 soff = start_lbn;
 247         } else {
 248                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
 249                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
 250                         brelse(sbp);
 251                         return (ENOSPC);
 252                 }
 253                 sbap = (u_int *)sbp->b_data;
 254                 soff = idp->in_off;
 255         }
 256         /*
 257          * If the block range spans two block maps, get the second map.
 258          */
 259         ebap = NULL;
 260         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
 261                 ssize = len;
 262         } else {
 263 #ifdef INVARIANTS
 264                 if (start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
 265                         panic("ext2_reallocblks: start == end");
 266 #endif
 267                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
 268                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &ebp))
 269                         goto fail;
 270                 ebap = (u_int *)ebp->b_data;
 271         }
 272         /*
 273          * Find the preferred location for the cluster.
 274          */
 275         EXT2_LOCK(ump);
 276         pref = ext2_blkpref(ip, start_lbn, soff, sbap, 0);
 277         /*
 278          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
 279          */
 280         if ((newblk = (e2fs_daddr_t)ext2_hashalloc(ip, dtog(fs, pref), pref,
 281             len, ext2_clusteralloc)) == 0) {
 282                 EXT2_UNLOCK(ump);
 283                 goto fail;
 284         }
 285         /*
 286          * We have found a new contiguous block.
 287          *
 288          * First we have to replace the old block pointers with the new
 289          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
 290          * with the file.
 291          */
 292 #ifdef DEBUG
 293         printf("realloc: ino %ju, lbns %jd-%jd\n\told:",
 294             (uintmax_t)ip->i_number, (intmax_t)start_lbn, (intmax_t)end_lbn);
 295 #endif  /* DEBUG */
 296         blkno = newblk;
 297         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->e2fs_fpb) {
 298                 if (i == ssize) {
 299                         bap = ebap;
 300                         soff = -i;
 301                 }
 302 #ifdef INVARIANTS
 303                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != fsbtodb(fs, *bap))
 304                         panic("ext2_reallocblks: alloc mismatch");
 305 #endif
 306 #ifdef DEBUG
 307                 printf(" %d,", *bap);
 308 #endif  /* DEBUG */
 309                 *bap++ = blkno;
 310         }
 311         /*
 312          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
 313          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
 314          * the old block values may have been written to disk. In practise
 315          * they are almost never written, but if we are concerned about
 316          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
 317          *
 318          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
 319          * that shows whether the associated buffers and inodes have
 320          * been written. The flag should be set when the cluster is
 321          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
 322          * We can then check below to see if it is set, and do the
 323          * synchronous write only when it has been cleared.
 324          */
 325         if (sbap != &ip->i_db[0]) {
 326                 if (doasyncfree)
 327                         bdwrite(sbp);
 328                 else
 329                         bwrite(sbp);
 330         } else {
 331                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 332                 if (!doasyncfree)
 333                         ext2_update(vp, 1);
 334         }
 335         if (ssize < len) {
 336                 if (doasyncfree)
 337                         bdwrite(ebp);
 338                 else
 339                         bwrite(ebp);
 340         }
 341         /*
 342          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
 343          */
 344 #ifdef DEBUG
 345         printf("\n\tnew:");
 346 #endif  /* DEBUG */
 347         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->e2fs_fpb) {
 348                 ext2_blkfree(ip, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno),
 349                     fs->e2fs_bsize);
 350                 buflist->bs_children[i]->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
 351 #ifdef DEBUG
 352                 printf(" %d,", blkno);
 353 #endif  /* DEBUG */
 354         }
 355 #ifdef DEBUG
 356         printf("\n");
 357 #endif  /* DEBUG */
 358         return (0);
 359
 360 fail:
 361         if (ssize < len)
 362                 brelse(ebp);
 363         if (sbap != &ip->i_db[0])
 364                 brelse(sbp);
 365         return (ENOSPC);
 366 }
 367
 368 /*
 369  * Allocate an inode in the filesystem.
 370  *
 371  */
 372 int
 373 ext2_valloc(struct vnode *pvp, int mode, struct ucred *cred, struct vnode **vpp)
 374 {
 375         struct timespec ts;
 376         struct inode *pip;
 377         struct m_ext2fs *fs;
 378         struct inode *ip;
 379         struct ext2mount *ump;
 380         ino_t ino, ipref;
 381         int error, cg;
 382
 383         *vpp = NULL;
 384         pip = VTOI(pvp);
 385         fs = pip->i_e2fs;
 386         ump = pip->i_ump;
 387
 388         EXT2_LOCK(ump);
 389         if (fs->e2fs->e2fs_ficount == 0)
 390                 goto noinodes;
 391         /*
 392          * If it is a directory then obtain a cylinder group based on
 393          * ext2_dirpref else obtain it using ino_to_cg. The preferred inode is
 394          * always the next inode.
 395          */
 396         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
 397                 cg = ext2_dirpref(pip);
 398                 if (fs->e2fs_contigdirs[cg] < 255)
 399                         fs->e2fs_contigdirs[cg]++;
 400         } else {
 401                 cg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
 402                 if (fs->e2fs_contigdirs[cg] > 0)
 403                         fs->e2fs_contigdirs[cg]--;
 404         }
 405         ipref = cg * fs->e2fs->e2fs_ipg + 1;
 406         ino = (ino_t)ext2_hashalloc(pip, cg, (long)ipref, mode, ext2_nodealloccg);
 407
 408         if (ino == 0)
 409                 goto noinodes;
 410         error = VFS_VGET(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp);
 411         if (error) {
 412                 ext2_vfree(pvp, ino, mode);
 413                 return (error);
 414         }
 415         ip = VTOI(*vpp);
 416
 417         /*
 418          * The question is whether using VGET was such good idea at all:
 419          * Linux doesn't read the old inode in when it is allocating a
 420          * new one. I will set at least i_size and i_blocks to zero.
 421          */
 422         ip->i_flag = 0;
 423         ip->i_size = 0;
 424         ip->i_blocks = 0;
 425         ip->i_mode = 0;
 426         ip->i_flags = 0;
 427         if (EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_EXTENTS)
 428             && (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode)))
 429                 ext4_ext_tree_init(ip);
 430         else
 431                 memset(ip->i_data, 0, sizeof(ip->i_data));
 432
 433
 434         /*
 435          * Set up a new generation number for this inode.
 436          * Avoid zero values.
 437          */
 438         do {
 439                 ip->i_gen = arc4random();
 440         } while (ip->i_gen == 0);
 441
 442         vfs_timestamp(&ts);
 443         ip->i_birthtime = ts.tv_sec;
 444         ip->i_birthnsec = ts.tv_nsec;
 445
 446 /*
 447 printf("ext2_valloc: allocated inode %d\n", ino);
 448 */
 449         return (0);
 450 noinodes:
 451         EXT2_UNLOCK(ump);
 452         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "out of inodes");
 453         uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n", fs->e2fs_fsmnt);
 454         return (ENOSPC);
 455 }
 456
 457 /*
 458  * 64-bit compatible getters and setters for struct ext2_gd from ext2fs.h
 459  */
 460 uint64_t
 461 e2fs_gd_get_b_bitmap(struct ext2_gd *gd)
 462 {
 463
 464         return (((uint64_t)(gd->ext4bgd_b_bitmap_hi) << 32) |
 465             gd->ext2bgd_b_bitmap);
 466 }
 467
 468 uint64_t
 469 e2fs_gd_get_i_bitmap(struct ext2_gd *gd)
 470 {
 471
 472         return (((uint64_t)(gd->ext4bgd_i_bitmap_hi) << 32) |
 473             gd->ext2bgd_i_bitmap);
 474 }
 475
 476 uint64_t
 477 e2fs_gd_get_i_tables(struct ext2_gd *gd)
 478 {
 479
 480         return (((uint64_t)(gd->ext4bgd_i_tables_hi) << 32) |
 481             gd->ext2bgd_i_tables);
 482 }
 483
 484 static uint32_t
 485 e2fs_gd_get_nbfree(struct ext2_gd *gd)
 486 {
 487
 488         return (((uint32_t)(gd->ext4bgd_nbfree_hi) << 16) |
 489             gd->ext2bgd_nbfree);
 490 }
 491
 492 static void
 493 e2fs_gd_set_nbfree(struct ext2_gd *gd, uint32_t val)
 494 {
 495
 496         gd->ext2bgd_nbfree = val & 0xffff;
 497         gd->ext4bgd_nbfree_hi = val >> 16;
 498 }
 499
 500 static uint32_t
 501 e2fs_gd_get_nifree(struct ext2_gd *gd)
 502 {
 503
 504         return (((uint32_t)(gd->ext4bgd_nifree_hi) << 16) |
 505             gd->ext2bgd_nifree);
 506 }
 507
 508 static void
 509 e2fs_gd_set_nifree(struct ext2_gd *gd, uint32_t val)
 510 {
 511
 512         gd->ext2bgd_nifree = val & 0xffff;
 513         gd->ext4bgd_nifree_hi = val >> 16;
 514 }
 515
 516 uint32_t
 517 e2fs_gd_get_ndirs(struct ext2_gd *gd)
 518 {
 519
 520         return (((uint32_t)(gd->ext4bgd_ndirs_hi) << 16) |
 521             gd->ext2bgd_ndirs);
 522 }
 523
 524 static void
 525 e2fs_gd_set_ndirs(struct ext2_gd *gd, uint32_t val)
 526 {
 527
 528         gd->ext2bgd_ndirs = val & 0xffff;
 529         gd->ext4bgd_ndirs_hi = val >> 16;
 530 }
 531
 532 static uint32_t
 533 e2fs_gd_get_i_unused(struct ext2_gd *gd)
 534 {
 535         return (((uint32_t)(gd->ext4bgd_i_unused_hi) << 16) |
 536             gd->ext4bgd_i_unused);
 537 }
 538
 539 static void
 540 e2fs_gd_set_i_unused(struct ext2_gd *gd, uint32_t val)
 541 {
 542
 543         gd->ext4bgd_i_unused = val & 0xffff;
 544         gd->ext4bgd_i_unused_hi = val >> 16;
 545 }
 546
 547 /*
 548  * Find a cylinder to place a directory.
 549  *
 550  * The policy implemented by this algorithm is to allocate a
 551  * directory inode in the same cylinder group as its parent
 552  * directory, but also to reserve space for its files inodes
 553  * and data. Restrict the number of directories which may be
 554  * allocated one after another in the same cylinder group
 555  * without intervening allocation of files.
 556  *
 557  * If we allocate a first level directory then force allocation
 558  * in another cylinder group.
 559  *
 560  */
 561 static u_long
 562 ext2_dirpref(struct inode *pip)
 563 {
 564         struct m_ext2fs *fs;
 565         int cg, prefcg, cgsize;
 566         uint64_t avgbfree, minbfree;
 567         u_int avgifree, avgndir, curdirsize;
 568         u_int minifree, maxndir;
 569         u_int mincg, minndir;
 570         u_int dirsize, maxcontigdirs;
 571
 572         mtx_assert(EXT2_MTX(pip->i_ump), MA_OWNED);
 573         fs = pip->i_e2fs;
 574
 575         avgifree = fs->e2fs->e2fs_ficount / fs->e2fs_gcount;
 576         avgbfree = fs->e2fs_fbcount / fs->e2fs_gcount;
 577         avgndir = fs->e2fs_total_dir / fs->e2fs_gcount;
 578
 579         /*
 580          * Force allocation in another cg if creating a first level dir.
 581          */
 582         ASSERT_VOP_LOCKED(ITOV(pip), "ext2fs_dirpref");
 583         if (ITOV(pip)->v_vflag & VV_ROOT) {
 584                 prefcg = arc4random() % fs->e2fs_gcount;
 585                 mincg = prefcg;
 586                 minndir = fs->e2fs_ipg;
 587                 for (cg = prefcg; cg < fs->e2fs_gcount; cg++)
 588                         if (e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) < minndir &&
 589                             e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgifree &&
 590                             e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgbfree) {
 591                                 mincg = cg;
 592                                 minndir = e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]);
 593                         }
 594                 for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 595                         if (e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) < minndir &&
 596                             e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgifree &&
 597                             e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgbfree) {
 598                                 mincg = cg;
 599                                 minndir = e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]);
 600                         }
 601                 return (mincg);
 602         }
 603         /*
 604          * Count various limits which used for
 605          * optimal allocation of a directory inode.
 606          */
 607         maxndir = min(avgndir + fs->e2fs_ipg / 16, fs->e2fs_ipg);
 608         minifree = avgifree - avgifree / 4;
 609         if (minifree < 1)
 610                 minifree = 1;
 611         minbfree = avgbfree - avgbfree / 4;
 612         if (minbfree < 1)
 613                 minbfree = 1;
 614         cgsize = fs->e2fs_fsize * fs->e2fs_fpg;
 615         dirsize = AVGDIRSIZE;
 616         curdirsize = avgndir ? (cgsize - avgbfree * fs->e2fs_bsize) / avgndir : 0;
 617         if (dirsize < curdirsize)
 618                 dirsize = curdirsize;
 619         maxcontigdirs = min((avgbfree * fs->e2fs_bsize) / dirsize, 255);
 620         maxcontigdirs = min(maxcontigdirs, fs->e2fs_ipg / AFPDIR);
 621         if (maxcontigdirs == 0)
 622                 maxcontigdirs = 1;
 623
 624         /*
 625          * Limit number of dirs in one cg and reserve space for
 626          * regular files, but only if we have no deficit in
 627          * inodes or space.
 628          */
 629         prefcg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
 630         for (cg = prefcg; cg < fs->e2fs_gcount; cg++)
 631                 if (e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) < maxndir &&
 632                     e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= minifree &&
 633                     e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= minbfree) {
 634                         if (fs->e2fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
 635                                 return (cg);
 636                 }
 637         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 638                 if (e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) < maxndir &&
 639                     e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= minifree &&
 640                     e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= minbfree) {
 641                         if (fs->e2fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
 642                                 return (cg);
 643                 }
 644         /*
 645          * This is a backstop when we have deficit in space.
 646          */
 647         for (cg = prefcg; cg < fs->e2fs_gcount; cg++)
 648                 if (e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgifree)
 649                         return (cg);
 650         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 651                 if (e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgifree)
 652                         break;
 653         return (cg);
 654 }
 655
 656 /*
 657  * Select the desired position for the next block in a file.
 658  *
 659  * we try to mimic what Remy does in inode_getblk/block_getblk
 660  *
 661  * we note: blocknr == 0 means that we're about to allocate either
 662  * a direct block or a pointer block at the first level of indirection
 663  * (In other words, stuff that will go in i_db[] or i_ib[])
 664  *
 665  * blocknr != 0 means that we're allocating a block that is none
 666  * of the above. Then, blocknr tells us the number of the block
 667  * that will hold the pointer
 668  */
 669 e4fs_daddr_t
 670 ext2_blkpref(struct inode *ip, e2fs_lbn_t lbn, int indx, e2fs_daddr_t *bap,
 671     e2fs_daddr_t blocknr)
 672 {
 673         struct m_ext2fs *fs;
 674         int tmp;
 675
 676         fs = ip->i_e2fs;
 677
 678         mtx_assert(EXT2_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
 679
 680         /*
 681          * If the next block is actually what we thought it is, then set the
 682          * goal to what we thought it should be.
 683          */
 684         if (ip->i_next_alloc_block == lbn && ip->i_next_alloc_goal != 0)
 685                 return ip->i_next_alloc_goal;
 686
 687         /*
 688          * Now check whether we were provided with an array that basically
 689          * tells us previous blocks to which we want to stay close.
 690          */
 691         if (bap)
 692                 for (tmp = indx - 1; tmp >= 0; tmp--)
 693                         if (bap[tmp])
 694                                 return bap[tmp];
 695
 696         /*
 697          * Else lets fall back to the blocknr or, if there is none, follow
 698          * the rule that a block should be allocated near its inode.
 699          */
 700         return (blocknr ? blocknr :
 701             (e2fs_daddr_t)(ip->i_block_group *
 702             EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(fs)) + fs->e2fs->e2fs_first_dblock);
 703 }
 704
 705 /*
 706  * Implement the cylinder overflow algorithm.
 707  *
 708  * The policy implemented by this algorithm is:
 709  *   1) allocate the block in its requested cylinder group.
 710  *   2) quadradically rehash on the cylinder group number.
 711  *   3) brute force search for a free block.
 712  */
 713 static e4fs_daddr_t
 714 ext2_hashalloc(struct inode *ip, int cg, long pref, int size,
 715     daddr_t (*allocator) (struct inode *, int, daddr_t, int))
 716 {
 717         struct m_ext2fs *fs;
 718         e4fs_daddr_t result;
 719         int i, icg = cg;
 720
 721         mtx_assert(EXT2_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
 722         fs = ip->i_e2fs;
 723         /*
 724          * 1: preferred cylinder group
 725          */
 726         result = (*allocator)(ip, cg, pref, size);
 727         if (result)
 728                 return (result);
 729         /*
 730          * 2: quadratic rehash
 731          */
 732         for (i = 1; i < fs->e2fs_gcount; i *= 2) {
 733                 cg += i;
 734                 if (cg >= fs->e2fs_gcount)
 735                         cg -= fs->e2fs_gcount;
 736                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 737                 if (result)
 738                         return (result);
 739         }
 740         /*
 741          * 3: brute force search
 742          * Note that we start at i == 2, since 0 was checked initially,
 743          * and 1 is always checked in the quadratic rehash.
 744          */
 745         cg = (icg + 2) % fs->e2fs_gcount;
 746         for (i = 2; i < fs->e2fs_gcount; i++) {
 747                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 748                 if (result)
 749                         return (result);
 750                 cg++;
 751                 if (cg == fs->e2fs_gcount)
 752                         cg = 0;
 753         }
 754         return (0);
 755 }
 756
 757 static uint64_t
 758 ext2_cg_number_gdb_nometa(struct m_ext2fs *fs, int cg)
 759 {
 760
 761         if (!ext2_cg_has_sb(fs, cg))
 762                 return (0);
 763
 764         if (EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_META_BG))
 765                 return (fs->e2fs->e3fs_first_meta_bg);
 766
 767         return ((fs->e2fs_gcount + EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs) - 1) /
 768             EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs));
 769 }
 770
 771 static uint64_t
 772 ext2_cg_number_gdb_meta(struct m_ext2fs *fs, int cg)
 773 {
 774         unsigned long metagroup;
 775         int first, last;
 776
 777         metagroup = cg / EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs);
 778         first = metagroup * EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs);
 779         last = first + EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs) - 1;
 780
 781         if (cg == first || cg == first + 1 || cg == last)
 782                 return (1);
 783
 784         return (0);
 785 }
 786
 787 uint64_t
 788 ext2_cg_number_gdb(struct m_ext2fs *fs, int cg)
 789 {
 790         unsigned long first_meta_bg, metagroup;
 791
 792         first_meta_bg = fs->e2fs->e3fs_first_meta_bg;
 793         metagroup = cg / EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs);
 794
 795         if (!EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_META_BG) ||
 796             metagroup < first_meta_bg)
 797                 return (ext2_cg_number_gdb_nometa(fs, cg));
 798
 799         return ext2_cg_number_gdb_meta(fs, cg);
 800 }
 801
 802 static int
 803 ext2_number_base_meta_blocks(struct m_ext2fs *fs, int cg)
 804 {
 805         int number;
 806
 807         number = ext2_cg_has_sb(fs, cg);
 808
 809         if (!EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_META_BG) ||
 810             cg < fs->e2fs->e3fs_first_meta_bg * EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs)) {
 811                 if (number) {
 812                         number += ext2_cg_number_gdb(fs, cg);
 813                         number += fs->e2fs->e2fs_reserved_ngdb;
 814                 }
 815         } else {
 816                 number += ext2_cg_number_gdb(fs, cg);
 817         }
 818
 819         return (number);
 820 }
 821
 822 static void
 823 ext2_mark_bitmap_end(int start_bit, int end_bit, char *bitmap)
 824 {
 825         int i;
 826
 827         if (start_bit >= end_bit)
 828                 return;
 829
 830         for (i = start_bit; i < ((start_bit + 7) & ~7UL); i++)
 831                 setbit(bitmap, i);
 832         if (i < end_bit)
 833                 memset(bitmap + (i >> 3), 0xff, (end_bit - i) >> 3);
 834 }
 835
 836 static int
 837 ext2_get_group_number(struct m_ext2fs *fs, e4fs_daddr_t block)
 838 {
 839
 840         return ((block - fs->e2fs->e2fs_first_dblock) / fs->e2fs_bsize);
 841 }
 842
 843 static int
 844 ext2_block_in_group(struct m_ext2fs *fs, e4fs_daddr_t block, int cg)
 845 {
 846
 847         return ((ext2_get_group_number(fs, block) == cg) ? 1 : 0);
 848 }
 849
 850 static int
 851 ext2_cg_block_bitmap_init(struct m_ext2fs *fs, int cg, struct buf *bp)
 852 {
 853         int bit, bit_max, inodes_per_block;
 854         uint64_t start, tmp;
 855
 856         if (!(fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags & EXT2_BG_BLOCK_UNINIT))
 857                 return (0);
 858
 859         memset(bp->b_data, 0, fs->e2fs_bsize);
 860
 861         bit_max = ext2_number_base_meta_blocks(fs, cg);
 862         if ((bit_max >> 3) >= fs->e2fs_bsize)
 863                 return (EINVAL);
 864
 865         for (bit = 0; bit < bit_max; bit++)
 866                 setbit(bp->b_data, bit);
 867
 868         start = (uint64_t)cg * fs->e2fs->e2fs_bpg + fs->e2fs->e2fs_first_dblock;
 869
 870         /* Set bits for block and inode bitmaps, and inode table. */
 871         tmp = e2fs_gd_get_b_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg]);
 872         if (!EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_FLEX_BG) ||
 873             ext2_block_in_group(fs, tmp, cg))
 874                 setbit(bp->b_data, tmp - start);
 875
 876         tmp = e2fs_gd_get_i_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg]);
 877         if (!EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_FLEX_BG) ||
 878             ext2_block_in_group(fs, tmp, cg))
 879                 setbit(bp->b_data, tmp - start);
 880
 881         tmp = e2fs_gd_get_i_tables(&fs->e2fs_gd[cg]);
 882         inodes_per_block = fs->e2fs_bsize/EXT2_INODE_SIZE(fs);
 883         while( tmp < e2fs_gd_get_i_tables(&fs->e2fs_gd[cg]) +
 884             fs->e2fs->e2fs_ipg / inodes_per_block ) {
 885                 if (!EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_FLEX_BG) ||
 886                     ext2_block_in_group(fs, tmp, cg))
 887                         setbit(bp->b_data, tmp - start);
 888                 tmp++;
 889         }
 890
 891         /*
 892          * Also if the number of blocks within the group is less than
 893          * the blocksize * 8 ( which is the size of bitmap ), set rest
 894          * of the block bitmap to 1
 895          */
 896         ext2_mark_bitmap_end(fs->e2fs->e2fs_bpg, fs->e2fs_bsize * 8,
 897             bp->b_data);
 898
 899         /* Clean the flag */
 900         fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags &= ~EXT2_BG_BLOCK_UNINIT;
 901
 902         return (0);
 903 }
 904
 905 static int
 906 ext2_b_bitmap_validate(struct m_ext2fs *fs, struct buf *bp, int cg)
 907 {
 908         struct ext2_gd *gd;
 909         uint64_t group_first_block;
 910         unsigned int offset, max_bit;
 911
 912         if (EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_FLEX_BG)) {
 913                 /*
 914                  * It is not possible to check block bitmap in case of this feature,
 915                  * because the inode and block bitmaps and inode table
 916                  * blocks may not be in the group at all.
 917                  * So, skip check in this case.
 918                  */
 919                 return (0);
 920         }
 921
 922         gd = &fs->e2fs_gd[cg];
 923         max_bit = fs->e2fs_fpg;
 924         group_first_block = ((uint64_t)cg) * fs->e2fs->e2fs_fpg +
 925             fs->e2fs->e2fs_first_dblock;
 926
 927         /* Check block bitmap block number */
 928         offset = e2fs_gd_get_b_bitmap(gd) - group_first_block;
 929         if (offset >= max_bit || !isset(bp->b_data, offset)) {
 930                 printf("ext2fs: bad block bitmap, group %d\n", cg);
 931                 return (EINVAL);
 932         }
 933
 934         /* Check inode bitmap block number */
 935         offset = e2fs_gd_get_i_bitmap(gd) - group_first_block;
 936         if (offset >= max_bit || !isset(bp->b_data, offset)) {
 937                 printf("ext2fs: bad inode bitmap, group %d\n", cg);
 938                 return (EINVAL);
 939         }
 940
 941         /* Check inode table */
 942         offset = e2fs_gd_get_i_tables(gd) - group_first_block;
 943         if (offset >= max_bit || offset + fs->e2fs_itpg >= max_bit) {
 944                 printf("ext2fs: bad inode table, group %d\n", cg);
 945                 return (EINVAL);
 946         }
 947
 948         return (0);
 949 }
 950
 951 /*
 952  * Determine whether a block can be allocated.
 953  *
 954  * Check to see if a block of the appropriate size is available,
 955  * and if it is, allocate it.
 956  */
 957 static daddr_t
 958 ext2_alloccg(struct inode *ip, int cg, daddr_t bpref, int size)
 959 {
 960         struct m_ext2fs *fs;
 961         struct buf *bp;
 962         struct ext2mount *ump;
 963         daddr_t bno, runstart, runlen;
 964         int bit, loc, end, error, start;
 965         char *bbp;
 966         /* XXX ondisk32 */
 967         fs = ip->i_e2fs;
 968         ump = ip->i_ump;
 969         if (e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) == 0)
 970                 return (0);
 971
 972         EXT2_UNLOCK(ump);
 973         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs,
 974             e2fs_gd_get_b_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
 975             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
 976         if (error)
 977                 goto fail;
 978
 979         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_GDT_CSUM) ||
 980             EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_METADATA_CKSUM)) {
 981                 error = ext2_cg_block_bitmap_init(fs, cg, bp);
 982                 if (error)
 983                         goto fail;
 984
 985                 ext2_gd_b_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
 986         }
 987         error = ext2_gd_b_bitmap_csum_verify(fs, cg, bp);
 988         if (error)
 989                 goto fail;
 990
 991         error = ext2_b_bitmap_validate(fs,bp, cg);
 992         if (error)
 993                 goto fail;
 994
 995         /*
 996          * Check, that another thread did not not allocate the last block in this
 997          * group while we were waiting for the buffer.
 998          */
 999         if (e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) == 0)
1000                 goto fail;
1001
1002         bbp = (char *)bp->b_data;
1003
1004         if (dtog(fs, bpref) != cg)
1005                 bpref = 0;
1006         if (bpref != 0) {
1007                 bpref = dtogd(fs, bpref);
1008                 /*
1009                  * if the requested block is available, use it
1010                  */
1011                 if (isclr(bbp, bpref)) {
1012                         bno = bpref;
1013                         goto gotit;
1014                 }
1015         }
1016         /*
1017          * no blocks in the requested cylinder, so take next
1018          * available one in this cylinder group.
1019          * first try to get 8 contigous blocks, then fall back to a single
1020          * block.
1021          */
1022         if (bpref)
1023                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
1024         else
1025                 start = 0;
1026         end = howmany(fs->e2fs->e2fs_fpg, NBBY) - start;
1027 retry:
1028         runlen = 0;
1029         runstart = 0;
1030         for (loc = start; loc < end; loc++) {
1031                 if (bbp[loc] == (char)0xff) {
1032                         runlen = 0;
1033                         continue;
1034                 }
1035
1036                 /* Start of a run, find the number of high clear bits. */
1037                 if (runlen == 0) {
1038                         bit = fls(bbp[loc]);
1039                         runlen = NBBY - bit;
1040                         runstart = loc * NBBY + bit;
1041                 } else if (bbp[loc] == 0) {
1042                         /* Continue a run. */
1043                         runlen += NBBY;
1044                 } else {
1045                         /*
1046                          * Finish the current run.  If it isn't long
1047                          * enough, start a new one.
1048                          */
1049                         bit = ffs(bbp[loc]) - 1;
1050                         runlen += bit;
1051                         if (runlen >= 8) {
1052                                 bno = runstart;
1053                                 goto gotit;
1054                         }
1055
1056                         /* Run was too short, start a new one. */
1057                         bit = fls(bbp[loc]);
1058                         runlen = NBBY - bit;
1059                         runstart = loc * NBBY + bit;
1060                 }
1061
1062                 /* If the current run is long enough, use it. */
1063                 if (runlen >= 8) {
1064                         bno = runstart;
1065                         goto gotit;
1066                 }
1067         }
1068         if (start != 0) {
1069                 end = start;
1070                 start = 0;
1071                 goto retry;
1072         }
1073         bno = ext2_mapsearch(fs, bbp, bpref);
1074         if (bno < 0)
1075                 goto fail;
1076
1077 gotit:
1078 #ifdef INVARIANTS
1079         if (isset(bbp, bno)) {
1080                 printf("ext2fs_alloccgblk: cg=%d bno=%jd fs=%s\n",
1081                     cg, (intmax_t)bno, fs->e2fs_fsmnt);
1082                 panic("ext2fs_alloccg: dup alloc");
1083         }
1084 #endif
1085         setbit(bbp, bno);
1086         EXT2_LOCK(ump);
1087         ext2_clusteracct(fs, bbp, cg, bno, -1);
1088         fs->e2fs_fbcount--;
1089         e2fs_gd_set_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg],
1090             e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) - 1);
1091         fs->e2fs_fmod = 1;
1092         EXT2_UNLOCK(ump);
1093         ext2_gd_b_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1094         bdwrite(bp);
1095         return (((uint64_t)cg) * fs->e2fs->e2fs_fpg + fs->e2fs->e2fs_first_dblock + bno);
1096
1097 fail:
1098         brelse(bp);
1099         EXT2_LOCK(ump);
1100         return (0);
1101 }
1102
1103 /*
1104  * Determine whether a cluster can be allocated.
1105  */
1106 static daddr_t
1107 ext2_clusteralloc(struct inode *ip, int cg, daddr_t bpref, int len)
1108 {
1109         struct m_ext2fs *fs;
1110         struct ext2mount *ump;
1111         struct buf *bp;
1112         char *bbp;
1113         int bit, error, got, i, loc, run;
1114         int32_t *lp;
1115         daddr_t bno;
1116
1117         fs = ip->i_e2fs;
1118         ump = ip->i_ump;
1119
1120         if (fs->e2fs_maxcluster[cg] < len)
1121                 return (0);
1122
1123         EXT2_UNLOCK(ump);
1124         error = bread(ip->i_devvp,
1125             fsbtodb(fs, e2fs_gd_get_b_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1126             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1127         if (error)
1128                 goto fail_lock;
1129
1130         bbp = (char *)bp->b_data;
1131         EXT2_LOCK(ump);
1132         /*
1133          * Check to see if a cluster of the needed size (or bigger) is
1134          * available in this cylinder group.
1135          */
1136         lp = &fs->e2fs_clustersum[cg].cs_sum[len];
1137         for (i = len; i <= fs->e2fs_contigsumsize; i++)
1138                 if (*lp++ > 0)
1139                         break;
1140         if (i > fs->e2fs_contigsumsize) {
1141                 /*
1142                  * Update the cluster summary information to reflect
1143                  * the true maximum-sized cluster so that future cluster
1144                  * allocation requests can avoid reading the bitmap only
1145                  * to find no cluster.
1146                  */
1147                 lp = &fs->e2fs_clustersum[cg].cs_sum[len - 1];
1148                 for (i = len - 1; i > 0; i--)
1149                         if (*lp-- > 0)
1150                                 break;
1151                 fs->e2fs_maxcluster[cg] = i;
1152                 goto fail;
1153         }
1154         EXT2_UNLOCK(ump);
1155
1156         /* Search the bitmap to find a big enough cluster like in FFS. */
1157         if (dtog(fs, bpref) != cg)
1158                 bpref = 0;
1159         if (bpref != 0)
1160                 bpref = dtogd(fs, bpref);
1161         loc = bpref / NBBY;
1162         bit = 1 << (bpref % NBBY);
1163         for (run = 0, got = bpref; got < fs->e2fs->e2fs_fpg; got++) {
1164                 if ((bbp[loc] & bit) != 0)
1165                         run = 0;
1166                 else {
1167                         run++;
1168                         if (run == len)
1169                                 break;
1170                 }
1171                 if ((got & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1))
1172                         bit <<= 1;
1173                 else {
1174                         loc++;
1175                         bit = 1;
1176                 }
1177         }
1178
1179         if (got >= fs->e2fs->e2fs_fpg)
1180                 goto fail_lock;
1181
1182         /* Allocate the cluster that we found. */
1183         for (i = 1; i < len; i++)
1184                 if (!isclr(bbp, got - run + i))
1185                         panic("ext2_clusteralloc: map mismatch");
1186
1187         bno = got - run + 1;
1188         if (bno >= fs->e2fs->e2fs_fpg)
1189                 panic("ext2_clusteralloc: allocated out of group");
1190
1191         EXT2_LOCK(ump);
1192         for (i = 0; i < len; i += fs->e2fs_fpb) {
1193                 setbit(bbp, bno + i);
1194                 ext2_clusteracct(fs, bbp, cg, bno + i, -1);
1195                 fs->e2fs_fbcount--;
1196                 e2fs_gd_set_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg],
1197                     e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) - 1);
1198         }
1199         fs->e2fs_fmod = 1;
1200         EXT2_UNLOCK(ump);
1201
1202         bdwrite(bp);
1203         return (cg * fs->e2fs->e2fs_fpg + fs->e2fs->e2fs_first_dblock + bno);
1204
1205 fail_lock:
1206         EXT2_LOCK(ump);
1207 fail:
1208         brelse(bp);
1209         return (0);
1210 }
1211
1212 static int
1213 ext2_zero_inode_table(struct inode *ip, int cg)
1214 {
1215         struct m_ext2fs *fs;
1216         struct buf *bp;
1217         int i, all_blks, used_blks;
1218
1219         fs = ip->i_e2fs;
1220
1221         if (fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags & EXT2_BG_INODE_ZEROED)
1222                 return (0);
1223
1224         all_blks = fs->e2fs->e2fs_inode_size * fs->e2fs->e2fs_ipg /
1225             fs->e2fs_bsize;
1226
1227         used_blks = howmany(fs->e2fs->e2fs_ipg -
1228             e2fs_gd_get_i_unused(&fs->e2fs_gd[cg]),
1229             fs->e2fs_bsize / EXT2_INODE_SIZE(fs));
1230
1231         for (i = 0; i < all_blks - used_blks; i++) {
1232                 bp = getblk(ip->i_devvp, fsbtodb(fs,
1233                     e2fs_gd_get_i_tables(&fs->e2fs_gd[cg]) + used_blks + i),
1234                     fs->e2fs_bsize, 0, 0, 0);
1235                 if (!bp)
1236                         return (EIO);
1237
1238                 vfs_bio_bzero_buf(bp, 0, fs->e2fs_bsize);
1239                 bawrite(bp);
1240         }
1241
1242         fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags |= EXT2_BG_INODE_ZEROED;
1243
1244         return (0);
1245 }
1246
1247 /*
1248  * Determine whether an inode can be allocated.
1249  *
1250  * Check to see if an inode is available, and if it is,
1251  * allocate it using tode in the specified cylinder group.
1252  */
1253 static daddr_t
1254 ext2_nodealloccg(struct inode *ip, int cg, daddr_t ipref, int mode)
1255 {
1256         struct m_ext2fs *fs;
1257         struct buf *bp;
1258         struct ext2mount *ump;
1259         int error, start, len, ifree;
1260         char *ibp, *loc;
1261
1262         ipref--;        /* to avoid a lot of (ipref -1) */
1263         if (ipref == -1)
1264                 ipref = 0;
1265         fs = ip->i_e2fs;
1266         ump = ip->i_ump;
1267         if (e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) == 0)
1268                 return (0);
1269         EXT2_UNLOCK(ump);
1270         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs,
1271             e2fs_gd_get_i_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1272             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1273         if (error) {
1274                 brelse(bp);
1275                 EXT2_LOCK(ump);
1276                 return (0);
1277         }
1278         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_GDT_CSUM) ||
1279             EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_METADATA_CKSUM)) {
1280                 if (fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags & EXT2_BG_INODE_UNINIT) {
1281                         memset(bp->b_data, 0, fs->e2fs_bsize);
1282                         fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags &= ~EXT2_BG_INODE_UNINIT;
1283                 }
1284                 ext2_gd_i_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1285                 error = ext2_zero_inode_table(ip, cg);
1286                 if (error) {
1287                         brelse(bp);
1288                         EXT2_LOCK(ump);
1289                         return (0);
1290                 }
1291         }
1292         error = ext2_gd_i_bitmap_csum_verify(fs, cg, bp);
1293         if (error) {
1294                 brelse(bp);
1295                 EXT2_LOCK(ump);
1296                 return (0);
1297         }
1298         if (e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) == 0) {
1299                 /*
1300                  * Another thread allocated the last i-node in this
1301                  * group while we were waiting for the buffer.
1302                  */
1303                 brelse(bp);
1304                 EXT2_LOCK(ump);
1305                 return (0);
1306         }
1307         ibp = (char *)bp->b_data;
1308         if (ipref) {
1309                 ipref %= fs->e2fs->e2fs_ipg;
1310                 if (isclr(ibp, ipref))
1311                         goto gotit;
1312         }
1313         start = ipref / NBBY;
1314         len = howmany(fs->e2fs->e2fs_ipg - ipref, NBBY);
1315         loc = memcchr(&ibp[start], 0xff, len);
1316         if (loc == NULL) {
1317                 len = start + 1;
1318                 start = 0;
1319                 loc = memcchr(&ibp[start], 0xff, len);
1320                 if (loc == NULL) {
1321                         printf("cg = %d, ipref = %lld, fs = %s\n",
1322                             cg, (long long)ipref, fs->e2fs_fsmnt);
1323                         panic("ext2fs_nodealloccg: map corrupted");
1324                         /* NOTREACHED */
1325                 }
1326         }
1327         ipref = (loc - ibp) * NBBY + ffs(~*loc) - 1;
1328 gotit:
1329         setbit(ibp, ipref);
1330         EXT2_LOCK(ump);
1331         e2fs_gd_set_nifree(&fs->e2fs_gd[cg],
1332             e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) - 1);
1333         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_GDT_CSUM) ||
1334             EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_METADATA_CKSUM)) {
1335                 ifree = fs->e2fs->e2fs_ipg - e2fs_gd_get_i_unused(&fs->e2fs_gd[cg]);
1336                 if (ipref + 1 > ifree)
1337                         e2fs_gd_set_i_unused(&fs->e2fs_gd[cg],
1338                             fs->e2fs->e2fs_ipg - (ipref + 1));
1339         }
1340         fs->e2fs->e2fs_ficount--;
1341         fs->e2fs_fmod = 1;
1342         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1343                 e2fs_gd_set_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg],
1344                     e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) + 1);
1345                 fs->e2fs_total_dir++;
1346         }
1347         EXT2_UNLOCK(ump);
1348         ext2_gd_i_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1349         bdwrite(bp);
1350         return ((uint64_t)cg * fs->e2fs_ipg + ipref + 1);
1351 }
1352
1353 /*
1354  * Free a block or fragment.
1355  *
1356  */
1357 void
1358 ext2_blkfree(struct inode *ip, e4fs_daddr_t bno, long size)
1359 {
1360         struct m_ext2fs *fs;
1361         struct buf *bp;
1362         struct ext2mount *ump;
1363         int cg, error;
1364         char *bbp;
1365
1366         fs = ip->i_e2fs;
1367         ump = ip->i_ump;
1368         cg = dtog(fs, bno);
1369         if (bno >= fs->e2fs_bcount) {
1370                 printf("bad block %lld, ino %ju\n", (long long)bno,
1371                     (uintmax_t)ip->i_number);
1372                 ext2_fserr(fs, ip->i_uid, "bad block");
1373                 return;
1374         }
1375         error = bread(ip->i_devvp,
1376             fsbtodb(fs, e2fs_gd_get_b_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1377             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1378         if (error) {
1379                 brelse(bp);
1380                 return;
1381         }
1382         bbp = (char *)bp->b_data;
1383         bno = dtogd(fs, bno);
1384         if (isclr(bbp, bno)) {
1385                 printf("block = %lld, fs = %s\n",
1386                     (long long)bno, fs->e2fs_fsmnt);
1387                 panic("ext2_blkfree: freeing free block");
1388         }
1389         clrbit(bbp, bno);
1390         EXT2_LOCK(ump);
1391         ext2_clusteracct(fs, bbp, cg, bno, 1);
1392         fs->e2fs_fbcount++;
1393         e2fs_gd_set_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg],
1394             e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) + 1);
1395         fs->e2fs_fmod = 1;
1396         EXT2_UNLOCK(ump);
1397         ext2_gd_b_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1398         bdwrite(bp);
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Free an inode.
1403  *
1404  */
1405 int
1406 ext2_vfree(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
1407 {
1408         struct m_ext2fs *fs;
1409         struct inode *pip;
1410         struct buf *bp;
1411         struct ext2mount *ump;
1412         int error, cg;
1413         char *ibp;
1414
1415         pip = VTOI(pvp);
1416         fs = pip->i_e2fs;
1417         ump = pip->i_ump;
1418         if ((u_int)ino > fs->e2fs_ipg * fs->e2fs_gcount)
1419                 panic("ext2_vfree: range: devvp = %p, ino = %ju, fs = %s",
1420                     pip->i_devvp, (uintmax_t)ino, fs->e2fs_fsmnt);
1421
1422         cg = ino_to_cg(fs, ino);
1423         error = bread(pip->i_devvp,
1424             fsbtodb(fs, e2fs_gd_get_i_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1425             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1426         if (error) {
1427                 brelse(bp);
1428                 return (0);
1429         }
1430         ibp = (char *)bp->b_data;
1431         ino = (ino - 1) % fs->e2fs->e2fs_ipg;
1432         if (isclr(ibp, ino)) {
1433                 printf("ino = %ju, fs = %s\n",
1434                     ino, fs->e2fs_fsmnt);
1435                 if (fs->e2fs_ronly == 0)
1436                         panic("ext2_vfree: freeing free inode");
1437         }
1438         clrbit(ibp, ino);
1439         EXT2_LOCK(ump);
1440         fs->e2fs->e2fs_ficount++;
1441         e2fs_gd_set_nifree(&fs->e2fs_gd[cg],
1442             e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) + 1);
1443         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1444                 e2fs_gd_set_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg],
1445                     e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) - 1);
1446                 fs->e2fs_total_dir--;
1447         }
1448         fs->e2fs_fmod = 1;
1449         EXT2_UNLOCK(ump);
1450         ext2_gd_i_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1451         bdwrite(bp);
1452         return (0);
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Find a block in the specified cylinder group.
1457  *
1458  * It is a panic if a request is made to find a block if none are
1459  * available.
1460  */
1461 static daddr_t
1462 ext2_mapsearch(struct m_ext2fs *fs, char *bbp, daddr_t bpref)
1463 {
1464         char *loc;
1465         int start, len;
1466
1467         /*
1468          * find the fragment by searching through the free block
1469          * map for an appropriate bit pattern
1470          */
1471         if (bpref)
1472                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
1473         else
1474                 start = 0;
1475         len = howmany(fs->e2fs->e2fs_fpg, NBBY) - start;
1476         loc = memcchr(&bbp[start], 0xff, len);
1477         if (loc == NULL) {
1478                 len = start + 1;
1479                 start = 0;
1480                 loc = memcchr(&bbp[start], 0xff, len);
1481                 if (loc == NULL) {
1482                         printf("start = %d, len = %d, fs = %s\n",
1483                             start, len, fs->e2fs_fsmnt);
1484                         panic("ext2_mapsearch: map corrupted");
1485                         /* NOTREACHED */
1486                 }
1487         }
1488         return ((loc - bbp) * NBBY + ffs(~*loc) - 1);
1489 }
1490
1491 /*
1492  * Fserr prints the name of a filesystem with an error diagnostic.
1493  *
1494  * The form of the error message is:
1495  *      fs: error message
1496  */
1497 void
1498 ext2_fserr(struct m_ext2fs *fs, uid_t uid, char *cp)
1499 {
1500
1501         log(LOG_ERR, "uid %u on %s: %s\n", uid, fs->e2fs_fsmnt, cp);
1502 }
1503
1504 int
1505 ext2_cg_has_sb(struct m_ext2fs *fs, int cg)
1506 {
1507         int a3, a5, a7;
1508
1509         if (cg == 0)
1510                 return (1);
1511
1512         if (EXT2_HAS_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_COMPAT_SPARSESUPER2)) {
1513                 if (cg == fs->e2fs->e4fs_backup_bgs[0] ||
1514                     cg == fs->e2fs->e4fs_backup_bgs[1])
1515                         return (1);
1516                 return (0);
1517         }
1518
1519         if ((cg <= 1) ||
1520             !EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_SPARSESUPER))
1521                 return (1);
1522
1523         if (!(cg & 1))
1524                 return (0);
1525
1526         for (a3 = 3, a5 = 5, a7 = 7;
1527             a3 <= cg || a5 <= cg || a7 <= cg;
1528             a3 *= 3, a5 *= 5, a7 *= 7)
1529                 if (cg == a3 || cg == a5 || cg == a7)
1530                         return (1);
1531         return (0);
1532 }