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  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
   9  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  20  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  21  *    without specific prior written permission.
  22  *
  23  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  24  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  25  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  26  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  27  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  28  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  29  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  30  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  31  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  32  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  33  * SUCH DAMAGE.
  34  *
  35  *      @(#)ffs_alloc.c 8.8 (Berkeley) 2/21/94
  36  * $FreeBSD$
  37  */
  38
  39 #include <sys/param.h>
  40 #include <sys/systm.h>
  41 #include <sys/conf.h>
  42 #include <sys/vnode.h>
  43 #include <sys/stat.h>
  44 #include <sys/mount.h>
  45 #include <sys/syslog.h>
  46 #include <sys/buf.h>
  47
  48 #include <fs/ext2fs/inode.h>
  49 #include <fs/ext2fs/ext2_mount.h>
  50 #include <fs/ext2fs/ext2fs.h>
  51 #include <fs/ext2fs/fs.h>
  52 #include <fs/ext2fs/ext2_extern.h>
  53
  54 static daddr_t  ext2_alloccg(struct inode *, int, daddr_t, int);
  55 static u_long   ext2_dirpref(struct inode *);
  56 static void     ext2_fserr(struct m_ext2fs *, uid_t, char *);
  57 static u_long   ext2_hashalloc(struct inode *, int, long, int,
  58                                 daddr_t (*)(struct inode *, int, daddr_t,
  59                                                 int));
  60 static daddr_t  ext2_nodealloccg(struct inode *, int, daddr_t, int);
  61 static daddr_t  ext2_mapsearch(struct m_ext2fs *, char *, daddr_t);
  62 /*
  63  * Allocate a block in the file system.
  64  *
  65  * A preference may be optionally specified. If a preference is given
  66  * the following hierarchy is used to allocate a block:
  67  *   1) allocate the requested block.
  68  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
  69  *   3) allocate a block in the same cylinder group.
  70  *   4) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
  71  *        available block is located.
  72  * If no block preference is given the following hierarchy is used
  73  * to allocate a block:
  74  *   1) allocate a block in the cylinder group that contains the
  75  *        inode for the file.
  76  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
  77  *        available block is located.
  78  */
  79
  80 int
  81 ext2_alloc(ip, lbn, bpref, size, cred, bnp)
  82         struct inode *ip;
  83         int32_t lbn, bpref;
  84         int size;
  85         struct ucred *cred;
  86         int32_t *bnp;
  87 {
  88         struct m_ext2fs *fs;
  89         struct ext2mount *ump;
  90         int32_t bno;
  91         int cg;
  92         *bnp = 0;
  93         fs = ip->i_e2fs;
  94         ump = ip->i_ump;
  95         mtx_assert(EXT2_MTX(ump), MA_OWNED);
  96 #ifdef DIAGNOSTIC
  97         if ((u_int)size > fs->e2fs_bsize || blkoff(fs, size) != 0) {
  98                 vn_printf(ip->i_devvp, "bsize = %lu, size = %d, fs = %s\n",
  99                     (long unsigned int)fs->e2fs_bsize, size, fs->e2fs_fsmnt);
 100                 panic("ext2_alloc: bad size");
 101         }
 102         if (cred == NOCRED)
 103                 panic("ext2_alloc: missing credential");
 104 #endif /* DIAGNOSTIC */
 105         if (size == fs->e2fs_bsize && fs->e2fs->e2fs_fbcount == 0)
 106                 goto nospace;
 107         if (cred->cr_uid != 0 &&
 108                 fs->e2fs->e2fs_fbcount < fs->e2fs->e2fs_rbcount)
 109                 goto nospace;
 110         if (bpref >= fs->e2fs->e2fs_bcount)
 111                 bpref = 0;
 112          if (bpref == 0)
 113                 cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
 114         else
 115                 cg = dtog(fs, bpref);
 116         bno = (daddr_t)ext2_hashalloc(ip, cg, bpref, fs->e2fs_bsize,
 117                                                  ext2_alloccg);
 118         if (bno > 0) {
 119                 ip->i_blocks += btodb(fs->e2fs_bsize);
 120                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 121                 *bnp = bno;
 122                 return (0);
 123         }
 124 nospace:
 125         EXT2_UNLOCK(ump);
 126         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "file system full");
 127         uprintf("\n%s: write failed, file system is full\n", fs->e2fs_fsmnt);
 128         return (ENOSPC);
 129 }
 130
 131 /*
 132  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
 133  *
 134  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
 135  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
 136  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible to
 137  * an fs_rotdelay offset from the end of the allocation for the logical
 138  * block immediately preceding the current range. If successful, the
 139  * physical block numbers in the buffer pointers and in the inode are
 140  * changed to reflect the new allocation. If unsuccessful, the allocation
 141  * is left unchanged. The success in doing the reallocation is returned.
 142  * Note that the error return is not reflected back to the user. Rather
 143  * the previous block allocation will be used.
 144  */
 145
 146 #ifdef FANCY_REALLOC
 147 #include <sys/sysctl.h>
 148 static int doasyncfree = 1;
 149 static int doreallocblks = 1;
 150
 151 #ifdef  OPT_DEBUG
 152 SYSCTL_INT(_debug, 14, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0, "");
 153 #endif  /* OPT_DEBUG */
 154 #endif
 155
 156 int
 157 ext2_reallocblks(ap)
 158         struct vop_reallocblks_args /* {
 159                 struct vnode *a_vp;
 160                 struct cluster_save *a_buflist;
 161         } */ *ap;
 162 {
 163 #ifndef FANCY_REALLOC
 164 /* printf("ext2_reallocblks not implemented\n"); */
 165 return ENOSPC;
 166 #else
 167
 168         struct m_ext2fs *fs;
 169         struct inode *ip;
 170         struct vnode *vp;
 171         struct buf *sbp, *ebp;
 172         int32_t *bap, *sbap, *ebap = 0;
 173         struct ext2mount *ump;
 174         struct cluster_save *buflist;
 175         struct indir start_ap[NIADDR + 1], end_ap[NIADDR + 1], *idp;
 176         int32_t start_lbn, end_lbn, soff, newblk, blkno =0;
 177         int i, len, start_lvl, end_lvl, pref, ssize;
 178
 179         vp = ap->a_vp;
 180         ip = VTOI(vp);
 181         fs = ip->i_e2fs;
 182         ump = ip->i_ump;
 183 #ifdef UNKLAR
 184         if (fs->fs_contigsumsize <= 0)
 185                 return (ENOSPC);
 186 #endif
 187         buflist = ap->a_buflist;
 188         len = buflist->bs_nchildren;
 189         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
 190         end_lbn = start_lbn + len - 1;
 191 #ifdef DIAGNOSTIC
 192         for (i = 1; i < len; i++)
 193                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
 194                         panic("ext2_reallocblks: non-cluster");
 195 #endif
 196         /*
 197          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
 198          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
 199          * the previous cylinder group.
 200          */
 201         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
 202             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
 203                 return (ENOSPC);
 204         if (ext2_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
 205             ext2_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
 206                 return (ENOSPC);
 207         /*
 208          * Get the starting offset and block map for the first block.
 209          */
 210         if (start_lvl == 0) {
 211                 sbap = &ip->i_db[0];
 212                 soff = start_lbn;
 213         } else {
 214                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
 215                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
 216                         brelse(sbp);
 217                         return (ENOSPC);
 218                 }
 219                 sbap = (int32_t *)sbp->b_data;
 220                 soff = idp->in_off;
 221         }
 222         /*
 223          * Find the preferred location for the cluster.
 224          */
 225         EXT2_LOCK(ump);
 226         pref = ext2_blkpref(ip, start_lbn, soff, sbap, blkno);
 227         /*
 228          * If the block range spans two block maps, get the second map.
 229          */
 230         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
 231                 ssize = len;
 232         } else {
 233 #ifdef DIAGNOSTIC
 234                 if (start_ap[start_lvl-1].in_lbn == idp->in_lbn)
 235                         panic("ext2_reallocblk: start == end");
 236 #endif
 237                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
 238                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &ebp)){
 239                         EXT2_UNLOCK(ump);
 240                         goto fail;
 241                 }
 242                 ebap = (int32_t *)ebp->b_data;
 243         }
 244         /*
 245          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
 246          */
 247         if ((newblk = (int32_t)ext2_hashalloc(ip, dtog(fs, pref), pref,
 248             len, ext2_clusteralloc)) == 0){
 249                 EXT2_UNLOCK(ump);
 250                 goto fail;
 251         }
 252         /*
 253          * We have found a new contiguous block.
 254          *
 255          * First we have to replace the old block pointers with the new
 256          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
 257          * with the file.
 258          */
 259         blkno = newblk;
 260         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->e2fs_fpb) {
 261                 if (i == ssize)
 262                         bap = ebap;
 263                         soff = -i;
 264 #ifdef DIAGNOSTIC
 265                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != fsbtodb(fs, *bap))
 266                         panic("ext2_reallocblks: alloc mismatch");
 267 #endif
 268                 *bap++ = blkno;
 269         }
 270         /*
 271          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
 272          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
 273          * the old block values may have been written to disk. In practise
 274          * they are almost never written, but if we are concerned about
 275          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
 276          *
 277          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
 278          * that shows whether the associated buffers and inodes have
 279          * been written. The flag should be set when the cluster is
 280          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
 281          * We can then check below to see if it is set, and do the
 282          * synchronous write only when it has been cleared.
 283          */
 284         if (sbap != &ip->i_db[0]) {
 285                 if (doasyncfree)
 286                         bdwrite(sbp);
 287                 else
 288                         bwrite(sbp);
 289         } else {
 290                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 291                 if (!doasyncfree)
 292                         ext2_update(vp, 1);
 293         }
 294         if (ssize < len) {
 295                 if (doasyncfree)
 296                         bdwrite(ebp);
 297                 else
 298                         bwrite(ebp);
 299         }
 300         /*
 301          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
 302          */
 303         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->e2fs_fpb) {
 304                 ext2_blkfree(ip, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno),
 305                     fs->e2fs_bsize);
 306                 buflist->bs_children[i]->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
 307         }
 308         return (0);
 309
 310 fail:
 311         if (ssize < len)
 312                 brelse(ebp);
 313         if (sbap != &ip->i_db[0])
 314                 brelse(sbp);
 315         return (ENOSPC);
 316
 317 #endif /* FANCY_REALLOC */
 318 }
 319
 320 /*
 321  * Allocate an inode in the file system.
 322  *
 323  */
 324 int
 325 ext2_valloc(pvp, mode, cred, vpp)
 326         struct vnode *pvp;
 327         int mode;
 328         struct ucred *cred;
 329         struct vnode **vpp;
 330 {
 331         struct inode *pip;
 332         struct m_ext2fs *fs;
 333         struct inode *ip;
 334         struct ext2mount *ump;
 335         ino_t ino, ipref;
 336         int i, error, cg;
 337
 338         *vpp = NULL;
 339         pip = VTOI(pvp);
 340         fs = pip->i_e2fs;
 341         ump = pip->i_ump;
 342
 343         EXT2_LOCK(ump);
 344         if (fs->e2fs->e2fs_ficount == 0)
 345                 goto noinodes;
 346         /*
 347          * If it is a directory then obtain a cylinder group based on
 348          * ext2_dirpref else obtain it using ino_to_cg. The preferred inode is
 349          * always the next inode.
 350          */
 351         if((mode & IFMT) == IFDIR) {
 352                 cg = ext2_dirpref(pip);
 353                 if (fs->e2fs_contigdirs[cg] < 255)
 354                         fs->e2fs_contigdirs[cg]++;
 355         } else {
 356                 cg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
 357                 if (fs->e2fs_contigdirs[cg] > 0)
 358                         fs->e2fs_contigdirs[cg]--;
 359         }
 360         ipref = cg * fs->e2fs->e2fs_ipg + 1;
 361         ino = (ino_t)ext2_hashalloc(pip, cg, (long)ipref, mode, ext2_nodealloccg);
 362
 363         if (ino == 0)
 364                 goto noinodes;
 365         error = VFS_VGET(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp);
 366         if (error) {
 367                 ext2_vfree(pvp, ino, mode);
 368                 return (error);
 369         }
 370         ip = VTOI(*vpp);
 371
 372         /*
 373           the question is whether using VGET was such good idea at all -
 374           Linux doesn't read the old inode in when it's allocating a
 375           new one. I will set at least i_size & i_blocks the zero.
 376         */
 377         ip->i_mode = 0;
 378         ip->i_size = 0;
 379         ip->i_blocks = 0;
 380         ip->i_flags = 0;
 381         /* now we want to make sure that the block pointers are zeroed out */
 382         for (i = 0; i < NDADDR; i++)
 383                 ip->i_db[i] = 0;
 384         for (i = 0; i < NIADDR; i++)
 385                 ip->i_ib[i] = 0;
 386
 387         /*
 388          * Set up a new generation number for this inode.
 389          * XXX check if this makes sense in ext2
 390          */
 391         if (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
 392                 ip->i_gen = random() / 2 + 1;
 393 /*
 394 printf("ext2_valloc: allocated inode %d\n", ino);
 395 */
 396         return (0);
 397 noinodes:
 398         EXT2_UNLOCK(ump);
 399         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "out of inodes");
 400         uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n", fs->e2fs_fsmnt);
 401         return (ENOSPC);
 402 }
 403
 404 /*
 405  * Find a cylinder to place a directory.
 406  *
 407  * The policy implemented by this algorithm is to allocate a
 408  * directory inode in the same cylinder group as its parent
 409  * directory, but also to reserve space for its files inodes
 410  * and data. Restrict the number of directories which may be
 411  * allocated one after another in the same cylinder group
 412  * without intervening allocation of files.
 413  *
 414  * If we allocate a first level directory then force allocation
 415  * in another cylinder group.
 416  *
 417  */
 418 static u_long
 419 ext2_dirpref(struct inode *pip)
 420 {
 421         struct m_ext2fs *fs;
 422         int cg, prefcg, dirsize, cgsize;
 423         int avgifree, avgbfree, avgndir, curdirsize;
 424         int minifree, minbfree, maxndir;
 425         int mincg, minndir;
 426         int maxcontigdirs;
 427
 428         mtx_assert(EXT2_MTX(pip->i_ump), MA_OWNED);
 429         fs = pip->i_e2fs;
 430
 431         avgifree = fs->e2fs->e2fs_ficount / fs->e2fs_gcount;
 432         avgbfree = fs->e2fs->e2fs_fbcount / fs->e2fs_gcount;
 433         avgndir  = fs->e2fs_total_dir / fs->e2fs_gcount;
 434
 435         /*
 436          * Force allocation in another cg if creating a first level dir.
 437          */
 438         ASSERT_VOP_LOCKED(ITOV(pip), "ext2fs_dirpref");
 439         if (ITOV(pip)->v_vflag & VV_ROOT) {
 440                 prefcg = arc4random() % fs->e2fs_gcount;
 441                 mincg = prefcg;
 442                 minndir = fs->e2fs_ipg;
 443                 for (cg = prefcg; cg < fs->e2fs_gcount; cg++)
 444                         if (fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_ndirs < minndir &&
 445                             fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree >= avgifree &&
 446                             fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nbfree >= avgbfree) {
 447                                 mincg = cg;
 448                                 minndir = fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_ndirs;
 449                         }
 450                 for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 451                         if (fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_ndirs < minndir &&
 452                             fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree >= avgifree &&
 453                             fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nbfree >= avgbfree) {
 454                                 mincg = cg;
 455                                 minndir = fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_ndirs;
 456                         }
 457
 458                 return (mincg);
 459         }
 460
 461         /*
 462          * Count various limits which used for
 463          * optimal allocation of a directory inode.
 464          */
 465         maxndir = min(avgndir + fs->e2fs_ipg / 16, fs->e2fs_ipg);
 466         minifree = avgifree - avgifree / 4;
 467         if (minifree < 1)
 468                 minifree = 1;
 469         minbfree = avgbfree - avgbfree / 4;
 470         if (minbfree < 1)
 471                 minbfree = 1;
 472         cgsize = fs->e2fs_fsize * fs->e2fs_fpg;
 473         dirsize = AVGDIRSIZE;
 474         curdirsize = avgndir ? (cgsize - avgbfree * fs->e2fs_bsize) / avgndir : 0;
 475         if (dirsize < curdirsize)
 476                 dirsize = curdirsize;
 477         if (dirsize <= 0)
 478                 maxcontigdirs = 0;              /* dirsize overflowed */
 479         else
 480                 maxcontigdirs = min((avgbfree * fs->e2fs_bsize) / dirsize, 255);
 481         maxcontigdirs = min(maxcontigdirs, fs->e2fs_ipg / AFPDIR);
 482         if (maxcontigdirs == 0)
 483                 maxcontigdirs = 1;
 484
 485         /*
 486          * Limit number of dirs in one cg and reserve space for
 487          * regular files, but only if we have no deficit in
 488          * inodes or space.
 489          */
 490         prefcg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
 491         for (cg = prefcg; cg < fs->e2fs_gcount; cg++)
 492                 if (fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_ndirs < maxndir &&
 493                     fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree >= minifree &&
 494                     fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nbfree >= minbfree) {
 495                         if (fs->e2fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
 496                                 return (cg);
 497                 }
 498         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 499                 if (fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_ndirs < maxndir &&
 500                     fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree >= minifree &&
 501                     fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nbfree >= minbfree) {
 502                         if (fs->e2fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
 503                                 return (cg);
 504                 }
 505         /*
 506          * This is a backstop when we have deficit in space.
 507          */
 508         for (cg = prefcg; cg < fs->e2fs_gcount; cg++)
 509                 if (fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree >= avgifree)
 510                         return (cg);
 511         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 512                 if (fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree >= avgifree)
 513                         break;
 514         return (cg);
 515 }
 516
 517 /*
 518  * Select the desired position for the next block in a file.
 519  *
 520  * we try to mimic what Remy does in inode_getblk/block_getblk
 521  *
 522  * we note: blocknr == 0 means that we're about to allocate either
 523  * a direct block or a pointer block at the first level of indirection
 524  * (In other words, stuff that will go in i_db[] or i_ib[])
 525  *
 526  * blocknr != 0 means that we're allocating a block that is none
 527  * of the above. Then, blocknr tells us the number of the block
 528  * that will hold the pointer
 529  */
 530 int32_t
 531 ext2_blkpref(ip, lbn, indx, bap, blocknr)
 532         struct inode *ip;
 533         int32_t lbn;
 534         int indx;
 535         int32_t *bap;
 536         int32_t blocknr;
 537 {
 538         int     tmp;
 539         mtx_assert(EXT2_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
 540
 541         /* if the next block is actually what we thought it is,
 542            then set the goal to what we thought it should be
 543         */
 544         if(ip->i_next_alloc_block == lbn && ip->i_next_alloc_goal != 0)
 545                 return ip->i_next_alloc_goal;
 546
 547         /* now check whether we were provided with an array that basically
 548            tells us previous blocks to which we want to stay closeby
 549         */
 550         if(bap)
 551                 for (tmp = indx - 1; tmp >= 0; tmp--)
 552                         if (bap[tmp])
 553                                 return bap[tmp];
 554
 555         /* else let's fall back to the blocknr, or, if there is none,
 556            follow the rule that a block should be allocated near its inode
 557         */
 558         return blocknr ? blocknr :
 559                         (int32_t)(ip->i_block_group *
 560                         EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(ip->i_e2fs)) +
 561                         ip->i_e2fs->e2fs->e2fs_first_dblock;
 562 }
 563
 564 /*
 565  * Implement the cylinder overflow algorithm.
 566  *
 567  * The policy implemented by this algorithm is:
 568  *   1) allocate the block in its requested cylinder group.
 569  *   2) quadradically rehash on the cylinder group number.
 570  *   3) brute force search for a free block.
 571  */
 572 static u_long
 573 ext2_hashalloc(struct inode *ip, int cg, long pref, int size,
 574                 daddr_t (*allocator)(struct inode *, int, daddr_t, int))
 575 {
 576         struct m_ext2fs *fs;
 577         ino_t result;
 578         int i, icg = cg;
 579
 580         mtx_assert(EXT2_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
 581         fs = ip->i_e2fs;
 582         /*
 583          * 1: preferred cylinder group
 584          */
 585         result = (*allocator)(ip, cg, pref, size);
 586         if (result)
 587                 return (result);
 588         /*
 589          * 2: quadratic rehash
 590          */
 591         for (i = 1; i < fs->e2fs_gcount; i *= 2) {
 592                 cg += i;
 593                 if (cg >= fs->e2fs_gcount)
 594                         cg -= fs->e2fs_gcount;
 595                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 596                 if (result)
 597                         return (result);
 598         }
 599         /*
 600          * 3: brute force search
 601          * Note that we start at i == 2, since 0 was checked initially,
 602          * and 1 is always checked in the quadratic rehash.
 603          */
 604         cg = (icg + 2) % fs->e2fs_gcount;
 605         for (i = 2; i < fs->e2fs_gcount; i++) {
 606                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 607                 if (result)
 608                         return (result);
 609                 cg++;
 610                 if (cg == fs->e2fs_gcount)
 611                         cg = 0;
 612         }
 613         return (0);
 614 }
 615
 616 /*
 617  * Determine whether a block can be allocated.
 618  *
 619  * Check to see if a block of the appropriate size is available,
 620  * and if it is, allocate it.
 621  */
 622 static daddr_t
 623 ext2_alloccg(struct inode *ip, int cg, daddr_t bpref, int size)
 624 {
 625         struct m_ext2fs *fs;
 626         struct buf *bp;
 627         struct ext2mount *ump;
 628         int error, bno, start, end, loc;
 629         char *bbp;
 630         /* XXX ondisk32 */
 631         fs = ip->i_e2fs;
 632         ump = ip->i_ump;
 633         if (fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nbfree == 0)
 634                 return (0);
 635         EXT2_UNLOCK(ump);
 636         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs,
 637                 fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_b_bitmap),
 638                 (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
 639         if (error) {
 640                 brelse(bp);
 641                 EXT2_LOCK(ump);
 642                 return (0);
 643         }
 644         bbp = (char *)bp->b_data;
 645
 646         if (dtog(fs, bpref) != cg)
 647                 bpref = 0;
 648         if (bpref != 0) {
 649                 bpref = dtogd(fs, bpref);
 650                 /*
 651                  * if the requested block is available, use it
 652                  */
 653                 if (isclr(bbp, bpref)) {
 654                         bno = bpref;
 655                         goto gotit;
 656                 }
 657         }
 658         /*
 659          * no blocks in the requested cylinder, so take next
 660          * available one in this cylinder group.
 661          * first try to get 8 contigous blocks, then fall back to a single
 662          * block.
 663          */
 664         if (bpref)
 665                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
 666         else
 667                 start = 0;
 668         end = howmany(fs->e2fs->e2fs_fpg, NBBY) - start;
 669         for (loc = start; loc < end; loc++) {
 670                 if (bbp[loc] == 0) {
 671                         bno = loc * NBBY;
 672                         goto gotit;
 673                 }
 674         }
 675         for (loc = 0; loc < start; loc++) {
 676                 if (bbp[loc] == 0) {
 677                         bno = loc * NBBY;
 678                         goto gotit;
 679                 }
 680         }
 681
 682         bno = ext2_mapsearch(fs, bbp, bpref);
 683         if (bno < 0){
 684                 brelse(bp);
 685                 EXT2_LOCK(ump);
 686                 return (0);
 687         }
 688 gotit:
 689 #ifdef DIAGNOSTIC
 690         if (isset(bbp, (daddr_t)bno)) {
 691                 printf("ext2fs_alloccgblk: cg=%d bno=%d fs=%s\n",
 692                         cg, bno, fs->e2fs_fsmnt);
 693                 panic("ext2fs_alloccg: dup alloc");
 694         }
 695 #endif
 696         setbit(bbp, (daddr_t)bno);
 697         EXT2_LOCK(ump);
 698         fs->e2fs->e2fs_fbcount--;
 699         fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nbfree--;
 700         fs->e2fs_fmod = 1;
 701         EXT2_UNLOCK(ump);
 702         bdwrite(bp);
 703         return (cg * fs->e2fs->e2fs_fpg + fs->e2fs->e2fs_first_dblock + bno);
 704 }
 705
 706 /*
 707  * Determine whether an inode can be allocated.
 708  *
 709  * Check to see if an inode is available, and if it is,
 710  * allocate it using tode in the specified cylinder group.
 711  */
 712 static daddr_t
 713 ext2_nodealloccg(struct inode *ip, int cg, daddr_t ipref, int mode)
 714 {
 715         struct m_ext2fs *fs;
 716         struct buf *bp;
 717         struct ext2mount *ump;
 718         int error, start, len, loc, map, i;
 719         char *ibp;
 720         ipref--; /* to avoid a lot of (ipref -1) */
 721         if (ipref == -1)
 722                 ipref = 0;
 723         fs = ip->i_e2fs;
 724         ump = ip->i_ump;
 725         if (fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree == 0)
 726                 return (0);
 727         EXT2_UNLOCK(ump);
 728         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs,
 729                 fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_i_bitmap),
 730                 (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
 731         if (error) {
 732                 brelse(bp);
 733                 EXT2_LOCK(ump);
 734                 return (0);
 735         }
 736         ibp = (char *)bp->b_data;
 737         if (ipref) {
 738                 ipref %= fs->e2fs->e2fs_ipg;
 739                 if (isclr(ibp, ipref))
 740                         goto gotit;
 741         }
 742         start = ipref / NBBY;
 743         len = howmany(fs->e2fs->e2fs_ipg - ipref, NBBY);
 744         loc = skpc(0xff, len, &ibp[start]);
 745         if (loc == 0) {
 746                 len = start + 1;
 747                 start = 0;
 748                 loc = skpc(0xff, len, &ibp[0]);
 749                 if (loc == 0) {
 750                         printf("cg = %d, ipref = %lld, fs = %s\n",
 751                                 cg, (long long)ipref, fs->e2fs_fsmnt);
 752                         panic("ext2fs_nodealloccg: map corrupted");
 753                         /* NOTREACHED */
 754                 }
 755         }
 756         i = start + len - loc;
 757         map = ibp[i];
 758         ipref = i * NBBY;
 759         for (i = 1; i < (1 << NBBY); i <<= 1, ipref++) {
 760                 if ((map & i) == 0) {
 761                         goto gotit;
 762                 }
 763         }
 764         printf("fs = %s\n", fs->e2fs_fsmnt);
 765         panic("ext2fs_nodealloccg: block not in map");
 766         /* NOTREACHED */
 767 gotit:
 768         setbit(ibp, ipref);
 769         EXT2_LOCK(ump);
 770         fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree--;
 771         fs->e2fs->e2fs_ficount--;
 772         fs->e2fs_fmod = 1;
 773         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
 774                 fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_ndirs++;
 775                 fs->e2fs_total_dir++;
 776         }
 777         EXT2_UNLOCK(ump);
 778         bdwrite(bp);
 779         return (cg * fs->e2fs->e2fs_ipg + ipref +1);
 780 }
 781
 782 /*
 783  * Free a block or fragment.
 784  *
 785  */
 786 void
 787 ext2_blkfree(ip, bno, size)
 788         struct inode *ip;
 789         int32_t bno;
 790         long size;
 791 {
 792         struct m_ext2fs *fs;
 793         struct buf *bp;
 794         struct ext2mount *ump;
 795         int cg, error;
 796         char *bbp;
 797
 798         fs = ip->i_e2fs;
 799         ump = ip->i_ump;
 800         cg = dtog(fs, bno);
 801         if ((u_int)bno >= fs->e2fs->e2fs_bcount) {
 802                 printf("bad block %lld, ino %llu\n", (long long)bno,
 803                     (unsigned long long)ip->i_number);
 804                 ext2_fserr(fs, ip->i_uid, "bad block");
 805                 return;
 806         }
 807         error = bread(ip->i_devvp,
 808                 fsbtodb(fs, fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_b_bitmap),
 809                 (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
 810         if (error) {
 811                 brelse(bp);
 812                 return;
 813         }
 814         bbp = (char *)bp->b_data;
 815         bno = dtogd(fs, bno);
 816         if (isclr(bbp, bno)) {
 817                 printf("block = %lld, fs = %s\n",
 818                      (long long)bno, fs->e2fs_fsmnt);
 819                 panic("blkfree: freeing free block");
 820         }
 821         clrbit(bbp, bno);
 822         EXT2_LOCK(ump);
 823         fs->e2fs->e2fs_fbcount++;
 824         fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nbfree++;
 825         fs->e2fs_fmod = 1;
 826         EXT2_UNLOCK(ump);
 827         bdwrite(bp);
 828 }
 829
 830 /*
 831  * Free an inode.
 832  *
 833  */
 834 int
 835 ext2_vfree(pvp, ino, mode)
 836         struct vnode *pvp;
 837         ino_t ino;
 838         int mode;
 839 {
 840         struct m_ext2fs *fs;
 841         struct inode *pip;
 842         struct buf *bp;
 843         struct ext2mount *ump;
 844         int error, cg;
 845         char * ibp;
 846 /*      mode_t save_i_mode; */
 847
 848         pip = VTOI(pvp);
 849         fs = pip->i_e2fs;
 850         ump = pip->i_ump;
 851         if ((u_int)ino > fs->e2fs_ipg * fs->e2fs_gcount)
 852                 panic("ext2_vfree: range: devvp = %p, ino = %d, fs = %s",
 853                     pip->i_devvp, ino, fs->e2fs_fsmnt);
 854
 855         cg = ino_to_cg(fs, ino);
 856         error = bread(pip->i_devvp,
 857                 fsbtodb(fs, fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_i_bitmap),
 858                 (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
 859         if (error) {
 860                 brelse(bp);
 861                 return (0);
 862         }
 863         ibp = (char *)bp->b_data;
 864         ino = (ino - 1) % fs->e2fs->e2fs_ipg;
 865         if (isclr(ibp, ino)) {
 866                 printf("ino = %llu, fs = %s\n",
 867                          (unsigned long long)ino, fs->e2fs_fsmnt);
 868                 if (fs->e2fs_ronly == 0)
 869                         panic("ifree: freeing free inode");
 870         }
 871         clrbit(ibp, ino);
 872         EXT2_LOCK(ump);
 873         fs->e2fs->e2fs_ficount++;
 874         fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree++;
 875         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
 876                 fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_ndirs--;
 877                 fs->e2fs_total_dir--;
 878         }
 879         fs->e2fs_fmod = 1;
 880         EXT2_UNLOCK(ump);
 881         bdwrite(bp);
 882         return (0);
 883 }
 884
 885 /*
 886  * Find a block in the specified cylinder group.
 887  *
 888  * It is a panic if a request is made to find a block if none are
 889  * available.
 890  */
 891 static daddr_t
 892 ext2_mapsearch(struct m_ext2fs *fs, char *bbp, daddr_t bpref)
 893 {
 894         daddr_t bno;
 895         int start, len, loc, i, map;
 896
 897         /*
 898          * find the fragment by searching through the free block
 899          * map for an appropriate bit pattern
 900          */
 901         if (bpref)
 902                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
 903         else
 904                 start = 0;
 905         len = howmany(fs->e2fs->e2fs_fpg, NBBY) - start;
 906         loc = skpc(0xff, len, &bbp[start]);
 907         if (loc == 0) {
 908                 len = start + 1;
 909                 start = 0;
 910                 loc = skpc(0xff, len, &bbp[start]);
 911                 if (loc == 0) {
 912                         printf("start = %d, len = %d, fs = %s\n",
 913                                 start, len, fs->e2fs_fsmnt);
 914                         panic("ext2fs_alloccg: map corrupted");
 915                         /* NOTREACHED */
 916                 }
 917         }
 918         i = start + len - loc;
 919         map = bbp[i];
 920         bno = i * NBBY;
 921         for (i = 1; i < (1 << NBBY); i <<= 1, bno++) {
 922                 if ((map & i) == 0)
 923                         return (bno);
 924         }
 925         printf("fs = %s\n", fs->e2fs_fsmnt);
 926         panic("ext2fs_mapsearch: block not in map");
 927         /* NOTREACHED */
 928 }
 929
 930 /*
 931  * Fserr prints the name of a file system with an error diagnostic.
 932  *
 933  * The form of the error message is:
 934  *      fs: error message
 935  */
 936 static void
 937 ext2_fserr(fs, uid, cp)
 938         struct m_ext2fs *fs;
 939         uid_t uid;
 940         char *cp;
 941 {
 942
 943         log(LOG_ERR, "uid %u on %s: %s\n", uid, fs->e2fs_fsmnt, cp);
 944 }
 945
 946 int
 947 cg_has_sb(int i)
 948 {
 949         int a3, a5, a7;
 950
 951         if (i == 0 || i == 1)
 952                 return 1;
 953         for (a3 = 3, a5 = 5, a7 = 7;
 954             a3 <= i || a5 <= i || a7 <= i;
 955             a3 *= 3, a5 *= 5, a7 *= 7)
 956                 if (i == a3 || i == a5 || i == a7)
 957                         return 1;
 958         return 0;
 959 }