sys/fs/ext2fs/ext2_alloc.c

   1 /*-
   2  *  modified for Lites 1.1
   3  *
   4  *  Aug 1995, Godmar Back (gback@cs.utah.edu)
   5  *  University of Utah, Department of Computer Science
   6  */
   7 /*-
   8  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   9  *
  10  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
  11  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  12  *
  13  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  14  * modification, are permitted provided that the following conditions
  15  * are met:
  16  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  21  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  23  *    without specific prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  *
  37  *      @(#)ffs_alloc.c 8.8 (Berkeley) 2/21/94
  38  * $FreeBSD$
  39  */
  40
  41 #include <sys/param.h>
  42 #include <sys/systm.h>
  43 #include <sys/conf.h>
  44 #include <sys/vnode.h>
  45 #include <sys/sdt.h>
  46 #include <sys/stat.h>
  47 #include <sys/mount.h>
  48 #include <sys/sysctl.h>
  49 #include <sys/syslog.h>
  50 #include <sys/buf.h>
  51 #include <sys/endian.h>
  52
  53 #include <fs/ext2fs/fs.h>
  54 #include <fs/ext2fs/inode.h>
  55 #include <fs/ext2fs/ext2_mount.h>
  56 #include <fs/ext2fs/ext2fs.h>
  57 #include <fs/ext2fs/ext2_extern.h>
  58
  59 SDT_PROVIDER_DEFINE(ext2fs);
  60 /*
  61  * ext2fs trace probe:
  62  * arg0: verbosity. Higher numbers give more verbose messages
  63  * arg1: Textual message
  64  */
  65 SDT_PROBE_DEFINE2(ext2fs, , alloc, trace, "int", "char*");
  66 SDT_PROBE_DEFINE3(ext2fs, , alloc, ext2_reallocblks_realloc,
  67     "ino_t", "e2fs_lbn_t", "e2fs_lbn_t");
  68 SDT_PROBE_DEFINE1(ext2fs, , alloc, ext2_reallocblks_bap, "uint32_t");
  69 SDT_PROBE_DEFINE1(ext2fs, , alloc, ext2_reallocblks_blkno, "e2fs_daddr_t");
  70 SDT_PROBE_DEFINE2(ext2fs, , alloc, ext2_b_bitmap_validate_error, "char*", "int");
  71 SDT_PROBE_DEFINE3(ext2fs, , alloc, ext2_nodealloccg_bmap_corrupted,
  72     "int", "daddr_t", "char*");
  73 SDT_PROBE_DEFINE2(ext2fs, , alloc, ext2_blkfree_bad_block, "ino_t", "e4fs_daddr_t");
  74 SDT_PROBE_DEFINE2(ext2fs, , alloc, ext2_vfree_doublefree, "char*", "ino_t");
  75
  76 static daddr_t  ext2_alloccg(struct inode *, int, daddr_t, int);
  77 static daddr_t  ext2_clusteralloc(struct inode *, int, daddr_t, int);
  78 static u_long   ext2_dirpref(struct inode *);
  79 static e4fs_daddr_t ext2_hashalloc(struct inode *, int, long, int,
  80     daddr_t (*)(struct inode *, int, daddr_t,
  81                                                 int));
  82 static daddr_t  ext2_nodealloccg(struct inode *, int, daddr_t, int);
  83 static daddr_t  ext2_mapsearch(struct m_ext2fs *, char *, daddr_t);
  84
  85 /*
  86  * Allocate a block in the filesystem.
  87  *
  88  * A preference may be optionally specified. If a preference is given
  89  * the following hierarchy is used to allocate a block:
  90  *   1) allocate the requested block.
  91  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
  92  *   3) allocate a block in the same cylinder group.
  93  *   4) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
  94  *        available block is located.
  95  * If no block preference is given the following hierarchy is used
  96  * to allocate a block:
  97  *   1) allocate a block in the cylinder group that contains the
  98  *        inode for the file.
  99  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
 100  *        available block is located.
 101  */
 102 int
 103 ext2_alloc(struct inode *ip, daddr_t lbn, e4fs_daddr_t bpref, int size,
 104     struct ucred *cred, e4fs_daddr_t *bnp)
 105 {
 106         struct m_ext2fs *fs;
 107         struct ext2mount *ump;
 108         e4fs_daddr_t bno;
 109         int cg;
 110
 111         *bnp = 0;
 112         fs = ip->i_e2fs;
 113         ump = ip->i_ump;
 114         mtx_assert(EXT2_MTX(ump), MA_OWNED);
 115 #ifdef INVARIANTS
 116         if ((u_int)size > fs->e2fs_bsize || blkoff(fs, size) != 0) {
 117                 vn_printf(ip->i_devvp, "bsize = %lu, size = %d, fs = %s\n",
 118                     (long unsigned int)fs->e2fs_bsize, size, fs->e2fs_fsmnt);
 119                 panic("ext2_alloc: bad size");
 120         }
 121         if (cred == NOCRED)
 122                 panic("ext2_alloc: missing credential");
 123 #endif          /* INVARIANTS */
 124         if (size == fs->e2fs_bsize && fs->e2fs_fbcount == 0)
 125                 goto nospace;
 126         if (cred->cr_uid != 0 &&
 127             fs->e2fs_fbcount < fs->e2fs_rbcount)
 128                 goto nospace;
 129         if (bpref >= fs->e2fs_bcount)
 130                 bpref = 0;
 131         if (bpref == 0)
 132                 cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
 133         else
 134                 cg = dtog(fs, bpref);
 135         bno = (daddr_t)ext2_hashalloc(ip, cg, bpref, fs->e2fs_bsize,
 136             ext2_alloccg);
 137         if (bno > 0) {
 138                 /* set next_alloc fields as done in block_getblk */
 139                 ip->i_next_alloc_block = lbn;
 140                 ip->i_next_alloc_goal = bno;
 141
 142                 ip->i_blocks += btodb(fs->e2fs_bsize);
 143                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 144                 *bnp = bno;
 145                 return (0);
 146         }
 147 nospace:
 148         EXT2_UNLOCK(ump);
 149         SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, trace, 1, "cannot allocate data block");
 150         return (ENOSPC);
 151 }
 152
 153 /*
 154  * Allocate EA's block for inode.
 155  */
 156 e4fs_daddr_t
 157 ext2_alloc_meta(struct inode *ip)
 158 {
 159         struct m_ext2fs *fs;
 160         daddr_t blk;
 161
 162         fs = ip->i_e2fs;
 163
 164         EXT2_LOCK(ip->i_ump);
 165         blk = ext2_hashalloc(ip, ino_to_cg(fs, ip->i_number), 0, fs->e2fs_bsize,
 166             ext2_alloccg);
 167         if (0 == blk) {
 168                 EXT2_UNLOCK(ip->i_ump);
 169                 SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, trace, 1, "cannot allocate meta block");
 170         }
 171
 172         return (blk);
 173 }
 174
 175 /*
 176  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
 177  *
 178  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
 179  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
 180  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible to
 181  * an fs_rotdelay offset from the end of the allocation for the logical
 182  * block immediately preceding the current range. If successful, the
 183  * physical block numbers in the buffer pointers and in the inode are
 184  * changed to reflect the new allocation. If unsuccessful, the allocation
 185  * is left unchanged. The success in doing the reallocation is returned.
 186  * Note that the error return is not reflected back to the user. Rather
 187  * the previous block allocation will be used.
 188  */
 189
 190 static SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, ext2fs, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
 191     "EXT2FS filesystem");
 192
 193 static int doasyncfree = 1;
 194
 195 SYSCTL_INT(_vfs_ext2fs, OID_AUTO, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0,
 196     "Use asychronous writes to update block pointers when freeing blocks");
 197
 198 static int doreallocblks = 0;
 199
 200 SYSCTL_INT(_vfs_ext2fs, OID_AUTO, doreallocblks, CTLFLAG_RW, &doreallocblks, 0, "");
 201
 202 int
 203 ext2_reallocblks(struct vop_reallocblks_args *ap)
 204 {
 205         struct m_ext2fs *fs;
 206         struct inode *ip;
 207         struct vnode *vp;
 208         struct buf *sbp, *ebp;
 209         uint32_t *bap, *sbap, *ebap;
 210         struct ext2mount *ump;
 211         struct cluster_save *buflist;
 212         struct indir start_ap[EXT2_NIADDR + 1], end_ap[EXT2_NIADDR + 1], *idp;
 213         e2fs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
 214         int soff;
 215         e2fs_daddr_t newblk, blkno;
 216         int i, len, start_lvl, end_lvl, pref, ssize;
 217
 218         if (doreallocblks == 0)
 219                 return (ENOSPC);
 220
 221         vp = ap->a_vp;
 222         ip = VTOI(vp);
 223         fs = ip->i_e2fs;
 224         ump = ip->i_ump;
 225
 226         if (fs->e2fs_contigsumsize <= 0 || ip->i_flag & IN_E4EXTENTS)
 227                 return (ENOSPC);
 228
 229         buflist = ap->a_buflist;
 230         len = buflist->bs_nchildren;
 231         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
 232         end_lbn = start_lbn + len - 1;
 233 #ifdef INVARIANTS
 234         for (i = 1; i < len; i++)
 235                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
 236                         panic("ext2_reallocblks: non-cluster");
 237 #endif
 238         /*
 239          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
 240          * block, leave space for the indirect block. Indirect blocks
 241          * are initially laid out in a position after the last direct
 242          * block. Block reallocation would usually destroy locality by
 243          * moving the indirect block out of the way to make room for
 244          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
 245          * this for other indirect block boundaries, but it is only
 246          * important for the first one.
 247          */
 248         if (start_lbn < EXT2_NDADDR && end_lbn >= EXT2_NDADDR)
 249                 return (ENOSPC);
 250         /*
 251          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
 252          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
 253          * the previous cylinder group.
 254          */
 255         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
 256             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
 257                 return (ENOSPC);
 258         if (ext2_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
 259             ext2_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
 260                 return (ENOSPC);
 261         /*
 262          * Get the starting offset and block map for the first block.
 263          */
 264         if (start_lvl == 0) {
 265                 sbap = &ip->i_db[0];
 266                 soff = start_lbn;
 267         } else {
 268                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
 269                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
 270                         brelse(sbp);
 271                         return (ENOSPC);
 272                 }
 273                 sbap = (u_int *)sbp->b_data;
 274                 soff = idp->in_off;
 275         }
 276         /*
 277          * If the block range spans two block maps, get the second map.
 278          */
 279         ebap = NULL;
 280         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
 281                 ssize = len;
 282         } else {
 283 #ifdef INVARIANTS
 284                 if (start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
 285                         panic("ext2_reallocblks: start == end");
 286 #endif
 287                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
 288                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &ebp))
 289                         goto fail;
 290                 ebap = (u_int *)ebp->b_data;
 291         }
 292         /*
 293          * Find the preferred location for the cluster.
 294          */
 295         EXT2_LOCK(ump);
 296         pref = ext2_blkpref(ip, start_lbn, soff, sbap, 0);
 297         /*
 298          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
 299          */
 300         if ((newblk = (e2fs_daddr_t)ext2_hashalloc(ip, dtog(fs, pref), pref,
 301             len, ext2_clusteralloc)) == 0) {
 302                 EXT2_UNLOCK(ump);
 303                 goto fail;
 304         }
 305         /*
 306          * We have found a new contiguous block.
 307          *
 308          * First we have to replace the old block pointers with the new
 309          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
 310          * with the file.
 311          */
 312         SDT_PROBE3(ext2fs, , alloc, ext2_reallocblks_realloc,
 313             ip->i_number, start_lbn, end_lbn);
 314         blkno = newblk;
 315         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->e2fs_fpb) {
 316                 if (i == ssize) {
 317                         bap = ebap;
 318                         soff = -i;
 319                 }
 320 #ifdef INVARIANTS
 321                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != fsbtodb(fs, *bap))
 322                         panic("ext2_reallocblks: alloc mismatch");
 323 #endif
 324                 SDT_PROBE1(ext2fs, , alloc, ext2_reallocblks_bap, *bap);
 325                 *bap++ = blkno;
 326         }
 327         /*
 328          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
 329          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
 330          * the old block values may have been written to disk. In practise
 331          * they are almost never written, but if we are concerned about
 332          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
 333          *
 334          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
 335          * that shows whether the associated buffers and inodes have
 336          * been written. The flag should be set when the cluster is
 337          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
 338          * We can then check below to see if it is set, and do the
 339          * synchronous write only when it has been cleared.
 340          */
 341         if (sbap != &ip->i_db[0]) {
 342                 if (doasyncfree)
 343                         bdwrite(sbp);
 344                 else
 345                         bwrite(sbp);
 346         } else {
 347                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 348                 if (!doasyncfree)
 349                         ext2_update(vp, 1);
 350         }
 351         if (ssize < len) {
 352                 if (doasyncfree)
 353                         bdwrite(ebp);
 354                 else
 355                         bwrite(ebp);
 356         }
 357         /*
 358          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
 359          */
 360         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->e2fs_fpb) {
 361                 ext2_blkfree(ip, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno),
 362                     fs->e2fs_bsize);
 363                 buflist->bs_children[i]->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
 364                 SDT_PROBE1(ext2fs, , alloc, ext2_reallocblks_blkno, blkno);
 365         }
 366
 367         return (0);
 368
 369 fail:
 370         if (ssize < len)
 371                 brelse(ebp);
 372         if (sbap != &ip->i_db[0])
 373                 brelse(sbp);
 374         return (ENOSPC);
 375 }
 376
 377 /*
 378  * Allocate an inode in the filesystem.
 379  *
 380  */
 381 int
 382 ext2_valloc(struct vnode *pvp, int mode, struct ucred *cred, struct vnode **vpp)
 383 {
 384         struct timespec ts;
 385         struct m_ext2fs *fs;
 386         struct ext2mount *ump;
 387         struct inode *pip;
 388         struct inode *ip;
 389         struct vnode *vp;
 390         struct thread *td;
 391         ino_t ino, ipref;
 392         int error, cg;
 393
 394         *vpp = NULL;
 395         pip = VTOI(pvp);
 396         fs = pip->i_e2fs;
 397         ump = pip->i_ump;
 398
 399         EXT2_LOCK(ump);
 400         if (fs->e2fs_ficount == 0)
 401                 goto noinodes;
 402         /*
 403          * If it is a directory then obtain a cylinder group based on
 404          * ext2_dirpref else obtain it using ino_to_cg. The preferred inode is
 405          * always the next inode.
 406          */
 407         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
 408                 cg = ext2_dirpref(pip);
 409                 if (fs->e2fs_contigdirs[cg] < 255)
 410                         fs->e2fs_contigdirs[cg]++;
 411         } else {
 412                 cg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
 413                 if (fs->e2fs_contigdirs[cg] > 0)
 414                         fs->e2fs_contigdirs[cg]--;
 415         }
 416         ipref = cg * fs->e2fs_ipg + 1;
 417         ino = (ino_t)ext2_hashalloc(pip, cg, (long)ipref, mode, ext2_nodealloccg);
 418         if (ino == 0)
 419                 goto noinodes;
 420
 421         td = curthread;
 422         error = vfs_hash_get(ump->um_mountp, ino, LK_EXCLUSIVE, td, vpp, NULL, NULL);
 423         if (error || *vpp != NULL) {
 424                 return (error);
 425         }
 426
 427         ip = malloc(sizeof(struct inode), M_EXT2NODE, M_WAITOK | M_ZERO);
 428         if (ip == NULL) {
 429                 return (ENOMEM);
 430         }
 431
 432         /* Allocate a new vnode/inode. */
 433         if ((error = getnewvnode("ext2fs", ump->um_mountp, &ext2_vnodeops, &vp)) != 0) {
 434                 free(ip, M_EXT2NODE);
 435                 return (error);
 436         }
 437
 438         lockmgr(vp->v_vnlock, LK_EXCLUSIVE, NULL);
 439         vp->v_data = ip;
 440         ip->i_vnode = vp;
 441         ip->i_e2fs = fs = ump->um_e2fs;
 442         ip->i_ump = ump;
 443         ip->i_number = ino;
 444         ip->i_block_group = ino_to_cg(fs, ino);
 445         ip->i_next_alloc_block = 0;
 446         ip->i_next_alloc_goal = 0;
 447
 448         error = insmntque(vp, ump->um_mountp);
 449         if (error) {
 450                 free(ip, M_EXT2NODE);
 451                 return (error);
 452         }
 453
 454         error = vfs_hash_insert(vp, ino, LK_EXCLUSIVE, td, vpp, NULL, NULL);
 455         if (error || *vpp != NULL) {
 456                 *vpp = NULL;
 457                 free(ip, M_EXT2NODE);
 458                 return (error);
 459         }
 460
 461         if ((error = ext2_vinit(ump->um_mountp, &ext2_fifoops, &vp)) != 0) {
 462                 vput(vp);
 463                 *vpp = NULL;
 464                 free(ip, M_EXT2NODE);
 465                 return (error);
 466         }
 467
 468         if (EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_EXTENTS)
 469             && (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode)))
 470                 ext4_ext_tree_init(ip);
 471         else
 472                 memset(ip->i_data, 0, sizeof(ip->i_data));
 473
 474
 475         /*
 476          * Set up a new generation number for this inode.
 477          * Avoid zero values.
 478          */
 479         do {
 480                 ip->i_gen = arc4random();
 481         } while (ip->i_gen == 0);
 482
 483         vfs_timestamp(&ts);
 484         ip->i_birthtime = ts.tv_sec;
 485         ip->i_birthnsec = ts.tv_nsec;
 486
 487         *vpp = vp;
 488
 489         return (0);
 490
 491 noinodes:
 492         EXT2_UNLOCK(ump);
 493         SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, trace, 1, "out of inodes");
 494         return (ENOSPC);
 495 }
 496
 497 /*
 498  * 64-bit compatible getters and setters for struct ext2_gd from ext2fs.h
 499  */
 500 uint64_t
 501 e2fs_gd_get_b_bitmap(struct ext2_gd *gd)
 502 {
 503
 504         return (((uint64_t)(le32toh(gd->ext4bgd_b_bitmap_hi)) << 32) |
 505             le32toh(gd->ext2bgd_b_bitmap));
 506 }
 507
 508 uint64_t
 509 e2fs_gd_get_i_bitmap(struct ext2_gd *gd)
 510 {
 511
 512         return (((uint64_t)(le32toh(gd->ext4bgd_i_bitmap_hi)) << 32) |
 513             le32toh(gd->ext2bgd_i_bitmap));
 514 }
 515
 516 uint64_t
 517 e2fs_gd_get_i_tables(struct ext2_gd *gd)
 518 {
 519
 520         return (((uint64_t)(le32toh(gd->ext4bgd_i_tables_hi)) << 32) |
 521             le32toh(gd->ext2bgd_i_tables));
 522 }
 523
 524 static uint32_t
 525 e2fs_gd_get_nbfree(struct ext2_gd *gd)
 526 {
 527
 528         return (((uint32_t)(le16toh(gd->ext4bgd_nbfree_hi)) << 16) |
 529             le16toh(gd->ext2bgd_nbfree));
 530 }
 531
 532 static void
 533 e2fs_gd_set_nbfree(struct ext2_gd *gd, uint32_t val)
 534 {
 535
 536         gd->ext2bgd_nbfree = htole16(val & 0xffff);
 537         gd->ext4bgd_nbfree_hi = htole16(val >> 16);
 538 }
 539
 540 static uint32_t
 541 e2fs_gd_get_nifree(struct ext2_gd *gd)
 542 {
 543
 544         return (((uint32_t)(le16toh(gd->ext4bgd_nifree_hi)) << 16) |
 545             le16toh(gd->ext2bgd_nifree));
 546 }
 547
 548 static void
 549 e2fs_gd_set_nifree(struct ext2_gd *gd, uint32_t val)
 550 {
 551
 552         gd->ext2bgd_nifree = htole16(val & 0xffff);
 553         gd->ext4bgd_nifree_hi = htole16(val >> 16);
 554 }
 555
 556 uint32_t
 557 e2fs_gd_get_ndirs(struct ext2_gd *gd)
 558 {
 559
 560         return (((uint32_t)(le16toh(gd->ext4bgd_ndirs_hi)) << 16) |
 561             le16toh(gd->ext2bgd_ndirs));
 562 }
 563
 564 static void
 565 e2fs_gd_set_ndirs(struct ext2_gd *gd, uint32_t val)
 566 {
 567
 568         gd->ext2bgd_ndirs = htole16(val & 0xffff);
 569         gd->ext4bgd_ndirs_hi = htole16(val >> 16);
 570 }
 571
 572 static uint32_t
 573 e2fs_gd_get_i_unused(struct ext2_gd *gd)
 574 {
 575         return ((uint32_t)(le16toh(gd->ext4bgd_i_unused_hi) << 16) |
 576             le16toh(gd->ext4bgd_i_unused));
 577 }
 578
 579 static void
 580 e2fs_gd_set_i_unused(struct ext2_gd *gd, uint32_t val)
 581 {
 582
 583         gd->ext4bgd_i_unused = htole16(val & 0xffff);
 584         gd->ext4bgd_i_unused_hi = htole16(val >> 16);
 585 }
 586
 587 /*
 588  * Find a cylinder to place a directory.
 589  *
 590  * The policy implemented by this algorithm is to allocate a
 591  * directory inode in the same cylinder group as its parent
 592  * directory, but also to reserve space for its files inodes
 593  * and data. Restrict the number of directories which may be
 594  * allocated one after another in the same cylinder group
 595  * without intervening allocation of files.
 596  *
 597  * If we allocate a first level directory then force allocation
 598  * in another cylinder group.
 599  *
 600  */
 601 static u_long
 602 ext2_dirpref(struct inode *pip)
 603 {
 604         struct m_ext2fs *fs;
 605         int cg, prefcg, cgsize;
 606         uint64_t avgbfree, minbfree;
 607         u_int avgifree, avgndir, curdirsize;
 608         u_int minifree, maxndir;
 609         u_int mincg, minndir;
 610         u_int dirsize, maxcontigdirs;
 611
 612         mtx_assert(EXT2_MTX(pip->i_ump), MA_OWNED);
 613         fs = pip->i_e2fs;
 614
 615         avgifree = fs->e2fs_ficount / fs->e2fs_gcount;
 616         avgbfree = fs->e2fs_fbcount / fs->e2fs_gcount;
 617         avgndir = fs->e2fs_total_dir / fs->e2fs_gcount;
 618
 619         /*
 620          * Force allocation in another cg if creating a first level dir.
 621          */
 622         ASSERT_VOP_LOCKED(ITOV(pip), "ext2fs_dirpref");
 623         if (ITOV(pip)->v_vflag & VV_ROOT) {
 624                 prefcg = arc4random() % fs->e2fs_gcount;
 625                 mincg = prefcg;
 626                 minndir = fs->e2fs_ipg;
 627                 for (cg = prefcg; cg < fs->e2fs_gcount; cg++)
 628                         if (e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) < minndir &&
 629                             e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgifree &&
 630                             e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgbfree) {
 631                                 mincg = cg;
 632                                 minndir = e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]);
 633                         }
 634                 for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 635                         if (e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) < minndir &&
 636                             e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgifree &&
 637                             e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgbfree) {
 638                                 mincg = cg;
 639                                 minndir = e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]);
 640                         }
 641                 return (mincg);
 642         }
 643         /*
 644          * Count various limits which used for
 645          * optimal allocation of a directory inode.
 646          */
 647         maxndir = min(avgndir + fs->e2fs_ipg / 16, fs->e2fs_ipg);
 648         minifree = avgifree - avgifree / 4;
 649         if (minifree < 1)
 650                 minifree = 1;
 651         minbfree = avgbfree - avgbfree / 4;
 652         if (minbfree < 1)
 653                 minbfree = 1;
 654         cgsize = fs->e2fs_fsize * fs->e2fs_fpg;
 655         dirsize = AVGDIRSIZE;
 656         curdirsize = avgndir ?
 657             (cgsize - avgbfree * fs->e2fs_bsize) / avgndir : 0;
 658         if (dirsize < curdirsize)
 659                 dirsize = curdirsize;
 660         maxcontigdirs = min((avgbfree * fs->e2fs_bsize) / dirsize, 255);
 661         maxcontigdirs = min(maxcontigdirs, fs->e2fs_ipg / AFPDIR);
 662         if (maxcontigdirs == 0)
 663                 maxcontigdirs = 1;
 664
 665         /*
 666          * Limit number of dirs in one cg and reserve space for
 667          * regular files, but only if we have no deficit in
 668          * inodes or space.
 669          */
 670         prefcg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
 671         for (cg = prefcg; cg < fs->e2fs_gcount; cg++)
 672                 if (e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) < maxndir &&
 673                     e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= minifree &&
 674                     e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= minbfree) {
 675                         if (fs->e2fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
 676                                 return (cg);
 677                 }
 678         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 679                 if (e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) < maxndir &&
 680                     e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= minifree &&
 681                     e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= minbfree) {
 682                         if (fs->e2fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
 683                                 return (cg);
 684                 }
 685         /*
 686          * This is a backstop when we have deficit in space.
 687          */
 688         for (cg = prefcg; cg < fs->e2fs_gcount; cg++)
 689                 if (e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgifree)
 690                         return (cg);
 691         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 692                 if (e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgifree)
 693                         break;
 694         return (cg);
 695 }
 696
 697 /*
 698  * Select the desired position for the next block in a file.
 699  *
 700  * we try to mimic what Remy does in inode_getblk/block_getblk
 701  *
 702  * we note: blocknr == 0 means that we're about to allocate either
 703  * a direct block or a pointer block at the first level of indirection
 704  * (In other words, stuff that will go in i_db[] or i_ib[])
 705  *
 706  * blocknr != 0 means that we're allocating a block that is none
 707  * of the above. Then, blocknr tells us the number of the block
 708  * that will hold the pointer
 709  */
 710 e4fs_daddr_t
 711 ext2_blkpref(struct inode *ip, e2fs_lbn_t lbn, int indx, e2fs_daddr_t *bap,
 712     e2fs_daddr_t blocknr)
 713 {
 714         struct m_ext2fs *fs;
 715         int tmp;
 716
 717         fs = ip->i_e2fs;
 718
 719         mtx_assert(EXT2_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
 720
 721         /*
 722          * If the next block is actually what we thought it is, then set the
 723          * goal to what we thought it should be.
 724          */
 725         if (ip->i_next_alloc_block == lbn && ip->i_next_alloc_goal != 0)
 726                 return ip->i_next_alloc_goal;
 727
 728         /*
 729          * Now check whether we were provided with an array that basically
 730          * tells us previous blocks to which we want to stay close.
 731          */
 732         if (bap)
 733                 for (tmp = indx - 1; tmp >= 0; tmp--)
 734                         if (bap[tmp])
 735                                 return (le32toh(bap[tmp]));
 736
 737         /*
 738          * Else lets fall back to the blocknr or, if there is none, follow
 739          * the rule that a block should be allocated near its inode.
 740          */
 741         return (blocknr ? blocknr :
 742             (e2fs_daddr_t)(ip->i_block_group *
 743             EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(fs)) + le32toh(fs->e2fs->e2fs_first_dblock));
 744 }
 745
 746 /*
 747  * Implement the cylinder overflow algorithm.
 748  *
 749  * The policy implemented by this algorithm is:
 750  *   1) allocate the block in its requested cylinder group.
 751  *   2) quadradically rehash on the cylinder group number.
 752  *   3) brute force search for a free block.
 753  */
 754 static e4fs_daddr_t
 755 ext2_hashalloc(struct inode *ip, int cg, long pref, int size,
 756     daddr_t (*allocator) (struct inode *, int, daddr_t, int))
 757 {
 758         struct m_ext2fs *fs;
 759         e4fs_daddr_t result;
 760         int i, icg = cg;
 761
 762         mtx_assert(EXT2_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
 763         fs = ip->i_e2fs;
 764         /*
 765          * 1: preferred cylinder group
 766          */
 767         result = (*allocator)(ip, cg, pref, size);
 768         if (result)
 769                 return (result);
 770         /*
 771          * 2: quadratic rehash
 772          */
 773         for (i = 1; i < fs->e2fs_gcount; i *= 2) {
 774                 cg += i;
 775                 if (cg >= fs->e2fs_gcount)
 776                         cg -= fs->e2fs_gcount;
 777                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 778                 if (result)
 779                         return (result);
 780         }
 781         /*
 782          * 3: brute force search
 783          * Note that we start at i == 2, since 0 was checked initially,
 784          * and 1 is always checked in the quadratic rehash.
 785          */
 786         cg = (icg + 2) % fs->e2fs_gcount;
 787         for (i = 2; i < fs->e2fs_gcount; i++) {
 788                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 789                 if (result)
 790                         return (result);
 791                 cg++;
 792                 if (cg == fs->e2fs_gcount)
 793                         cg = 0;
 794         }
 795         return (0);
 796 }
 797
 798 static uint64_t
 799 ext2_cg_number_gdb_nometa(struct m_ext2fs *fs, int cg)
 800 {
 801
 802         if (!ext2_cg_has_sb(fs, cg))
 803                 return (0);
 804
 805         if (EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_META_BG))
 806                 return (le32toh(fs->e2fs->e3fs_first_meta_bg));
 807
 808         return ((fs->e2fs_gcount + EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs) - 1) /
 809             EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs));
 810 }
 811
 812 static uint64_t
 813 ext2_cg_number_gdb_meta(struct m_ext2fs *fs, int cg)
 814 {
 815         unsigned long metagroup;
 816         int first, last;
 817
 818         metagroup = cg / EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs);
 819         first = metagroup * EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs);
 820         last = first + EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs) - 1;
 821
 822         if (cg == first || cg == first + 1 || cg == last)
 823                 return (1);
 824
 825         return (0);
 826 }
 827
 828 uint64_t
 829 ext2_cg_number_gdb(struct m_ext2fs *fs, int cg)
 830 {
 831         unsigned long first_meta_bg, metagroup;
 832
 833         first_meta_bg = le32toh(fs->e2fs->e3fs_first_meta_bg);
 834         metagroup = cg / EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs);
 835
 836         if (!EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_META_BG) ||
 837             metagroup < first_meta_bg)
 838                 return (ext2_cg_number_gdb_nometa(fs, cg));
 839
 840         return ext2_cg_number_gdb_meta(fs, cg);
 841 }
 842
 843 static int
 844 ext2_number_base_meta_blocks(struct m_ext2fs *fs, int cg)
 845 {
 846         int number;
 847
 848         number = ext2_cg_has_sb(fs, cg);
 849
 850         if (!EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_META_BG) ||
 851             cg < le32toh(fs->e2fs->e3fs_first_meta_bg) *
 852             EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs)) {
 853                 if (number) {
 854                         number += ext2_cg_number_gdb(fs, cg);
 855                         number += le16toh(fs->e2fs->e2fs_reserved_ngdb);
 856                 }
 857         } else {
 858                 number += ext2_cg_number_gdb(fs, cg);
 859         }
 860
 861         return (number);
 862 }
 863
 864 static void
 865 ext2_mark_bitmap_end(int start_bit, int end_bit, char *bitmap)
 866 {
 867         int i;
 868
 869         if (start_bit >= end_bit)
 870                 return;
 871
 872         for (i = start_bit; i < ((start_bit + 7) & ~7UL); i++)
 873                 setbit(bitmap, i);
 874         if (i < end_bit)
 875                 memset(bitmap + (i >> 3), 0xff, (end_bit - i) >> 3);
 876 }
 877
 878 static int
 879 ext2_get_group_number(struct m_ext2fs *fs, e4fs_daddr_t block)
 880 {
 881
 882         return ((block - le32toh(fs->e2fs->e2fs_first_dblock)) /
 883             fs->e2fs_bsize);
 884 }
 885
 886 static int
 887 ext2_block_in_group(struct m_ext2fs *fs, e4fs_daddr_t block, int cg)
 888 {
 889
 890         return ((ext2_get_group_number(fs, block) == cg) ? 1 : 0);
 891 }
 892
 893 static int
 894 ext2_cg_block_bitmap_init(struct m_ext2fs *fs, int cg, struct buf *bp)
 895 {
 896         int bit, bit_max, inodes_per_block;
 897         uint64_t start, tmp;
 898
 899         if (!(le16toh(fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags) & EXT2_BG_BLOCK_UNINIT))
 900                 return (0);
 901
 902         memset(bp->b_data, 0, fs->e2fs_bsize);
 903
 904         bit_max = ext2_number_base_meta_blocks(fs, cg);
 905         if ((bit_max >> 3) >= fs->e2fs_bsize)
 906                 return (EINVAL);
 907
 908         for (bit = 0; bit < bit_max; bit++)
 909                 setbit(bp->b_data, bit);
 910
 911         start = (uint64_t)cg * fs->e2fs_bpg +
 912             le32toh(fs->e2fs->e2fs_first_dblock);
 913
 914         /* Set bits for block and inode bitmaps, and inode table. */
 915         tmp = e2fs_gd_get_b_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg]);
 916         if (!EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_FLEX_BG) ||
 917             ext2_block_in_group(fs, tmp, cg))
 918                 setbit(bp->b_data, tmp - start);
 919
 920         tmp = e2fs_gd_get_i_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg]);
 921         if (!EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_FLEX_BG) ||
 922             ext2_block_in_group(fs, tmp, cg))
 923                 setbit(bp->b_data, tmp - start);
 924
 925         tmp = e2fs_gd_get_i_tables(&fs->e2fs_gd[cg]);
 926         inodes_per_block = fs->e2fs_bsize/EXT2_INODE_SIZE(fs);
 927         while( tmp < e2fs_gd_get_i_tables(&fs->e2fs_gd[cg]) +
 928             fs->e2fs_ipg / inodes_per_block ) {
 929                 if (!EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_FLEX_BG) ||
 930                     ext2_block_in_group(fs, tmp, cg))
 931                         setbit(bp->b_data, tmp - start);
 932                 tmp++;
 933         }
 934
 935         /*
 936          * Also if the number of blocks within the group is less than
 937          * the blocksize * 8 ( which is the size of bitmap ), set rest
 938          * of the block bitmap to 1
 939          */
 940         ext2_mark_bitmap_end(fs->e2fs_bpg, fs->e2fs_bsize * 8,
 941             bp->b_data);
 942
 943         /* Clean the flag */
 944         fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags = htole16(le16toh(
 945             fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags) & ~EXT2_BG_BLOCK_UNINIT);
 946
 947         return (0);
 948 }
 949
 950 static int
 951 ext2_b_bitmap_validate(struct m_ext2fs *fs, struct buf *bp, int cg)
 952 {
 953         struct ext2_gd *gd;
 954         uint64_t group_first_block;
 955         unsigned int offset, max_bit;
 956
 957         if (EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_FLEX_BG)) {
 958                 /*
 959                  * It is not possible to check block bitmap in case of this
 960                  * feature, because the inode and block bitmaps and inode table
 961                  * blocks may not be in the group at all.
 962                  * So, skip check in this case.
 963                  */
 964                 return (0);
 965         }
 966
 967         gd = &fs->e2fs_gd[cg];
 968         max_bit = fs->e2fs_fpg;
 969         group_first_block = ((uint64_t)cg) * fs->e2fs_fpg +
 970             le32toh(fs->e2fs->e2fs_first_dblock);
 971
 972         /* Check block bitmap block number */
 973         offset = e2fs_gd_get_b_bitmap(gd) - group_first_block;
 974         if (offset >= max_bit || !isset(bp->b_data, offset)) {
 975                 SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, ext2_b_bitmap_validate_error,
 976                     "bad block bitmap, group", cg);
 977                 return (EINVAL);
 978         }
 979
 980         /* Check inode bitmap block number */
 981         offset = e2fs_gd_get_i_bitmap(gd) - group_first_block;
 982         if (offset >= max_bit || !isset(bp->b_data, offset)) {
 983                 SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, ext2_b_bitmap_validate_error,
 984                     "bad inode bitmap", cg);
 985                 return (EINVAL);
 986         }
 987
 988         /* Check inode table */
 989         offset = e2fs_gd_get_i_tables(gd) - group_first_block;
 990         if (offset >= max_bit || offset + fs->e2fs_itpg >= max_bit) {
 991                 SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, ext2_b_bitmap_validate_error,
 992                     "bad inode table, group", cg);
 993                 return (EINVAL);
 994         }
 995
 996         return (0);
 997 }
 998
 999 /*
1000  * Determine whether a block can be allocated.
1001  *
1002  * Check to see if a block of the appropriate size is available,
1003  * and if it is, allocate it.
1004  */
1005 static daddr_t
1006 ext2_alloccg(struct inode *ip, int cg, daddr_t bpref, int size)
1007 {
1008         struct m_ext2fs *fs;
1009         struct buf *bp;
1010         struct ext2mount *ump;
1011         daddr_t bno, runstart, runlen;
1012         int bit, loc, end, error, start;
1013         char *bbp;
1014         /* XXX ondisk32 */
1015         fs = ip->i_e2fs;
1016         ump = ip->i_ump;
1017         if (e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) == 0)
1018                 return (0);
1019
1020         EXT2_UNLOCK(ump);
1021         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs,
1022             e2fs_gd_get_b_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1023             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1024         if (error)
1025                 goto fail;
1026
1027         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_GDT_CSUM) ||
1028             EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_METADATA_CKSUM)) {
1029                 error = ext2_cg_block_bitmap_init(fs, cg, bp);
1030                 if (error)
1031                         goto fail;
1032
1033                 ext2_gd_b_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1034         }
1035         error = ext2_gd_b_bitmap_csum_verify(fs, cg, bp);
1036         if (error)
1037                 goto fail;
1038
1039         error = ext2_b_bitmap_validate(fs,bp, cg);
1040         if (error)
1041                 goto fail;
1042
1043         /*
1044          * Check, that another thread did not not allocate the last block in
1045          * this group while we were waiting for the buffer.
1046          */
1047         if (e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) == 0)
1048                 goto fail;
1049
1050         bbp = (char *)bp->b_data;
1051
1052         if (dtog(fs, bpref) != cg)
1053                 bpref = 0;
1054         if (bpref != 0) {
1055                 bpref = dtogd(fs, bpref);
1056                 /*
1057                  * if the requested block is available, use it
1058                  */
1059                 if (isclr(bbp, bpref)) {
1060                         bno = bpref;
1061                         goto gotit;
1062                 }
1063         }
1064         /*
1065          * no blocks in the requested cylinder, so take next
1066          * available one in this cylinder group.
1067          * first try to get 8 contigous blocks, then fall back to a single
1068          * block.
1069          */
1070         if (bpref)
1071                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
1072         else
1073                 start = 0;
1074         end = howmany(fs->e2fs_fpg, NBBY) - start;
1075 retry:
1076         runlen = 0;
1077         runstart = 0;
1078         for (loc = start; loc < end; loc++) {
1079                 if (bbp[loc] == (char)0xff) {
1080                         runlen = 0;
1081                         continue;
1082                 }
1083
1084                 /* Start of a run, find the number of high clear bits. */
1085                 if (runlen == 0) {
1086                         bit = fls(bbp[loc]);
1087                         runlen = NBBY - bit;
1088                         runstart = loc * NBBY + bit;
1089                 } else if (bbp[loc] == 0) {
1090                         /* Continue a run. */
1091                         runlen += NBBY;
1092                 } else {
1093                         /*
1094                          * Finish the current run.  If it isn't long
1095                          * enough, start a new one.
1096                          */
1097                         bit = ffs(bbp[loc]) - 1;
1098                         runlen += bit;
1099                         if (runlen >= 8) {
1100                                 bno = runstart;
1101                                 goto gotit;
1102                         }
1103
1104                         /* Run was too short, start a new one. */
1105                         bit = fls(bbp[loc]);
1106                         runlen = NBBY - bit;
1107                         runstart = loc * NBBY + bit;
1108                 }
1109
1110                 /* If the current run is long enough, use it. */
1111                 if (runlen >= 8) {
1112                         bno = runstart;
1113                         goto gotit;
1114                 }
1115         }
1116         if (start != 0) {
1117                 end = start;
1118                 start = 0;
1119                 goto retry;
1120         }
1121         bno = ext2_mapsearch(fs, bbp, bpref);
1122         if (bno < 0)
1123                 goto fail;
1124
1125 gotit:
1126 #ifdef INVARIANTS
1127         if (isset(bbp, bno)) {
1128                 printf("ext2fs_alloccgblk: cg=%d bno=%jd fs=%s\n",
1129                     cg, (intmax_t)bno, fs->e2fs_fsmnt);
1130                 panic("ext2fs_alloccg: dup alloc");
1131         }
1132 #endif
1133         setbit(bbp, bno);
1134         EXT2_LOCK(ump);
1135         ext2_clusteracct(fs, bbp, cg, bno, -1);
1136         fs->e2fs_fbcount--;
1137         e2fs_gd_set_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg],
1138             e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) - 1);
1139         fs->e2fs_fmod = 1;
1140         EXT2_UNLOCK(ump);
1141         ext2_gd_b_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1142         bdwrite(bp);
1143         return (((uint64_t)cg) * fs->e2fs_fpg +
1144             le32toh(fs->e2fs->e2fs_first_dblock) + bno);
1145
1146 fail:
1147         brelse(bp);
1148         EXT2_LOCK(ump);
1149         return (0);
1150 }
1151
1152 /*
1153  * Determine whether a cluster can be allocated.
1154  */
1155 static daddr_t
1156 ext2_clusteralloc(struct inode *ip, int cg, daddr_t bpref, int len)
1157 {
1158         struct m_ext2fs *fs;
1159         struct ext2mount *ump;
1160         struct buf *bp;
1161         char *bbp;
1162         int bit, error, got, i, loc, run;
1163         int32_t *lp;
1164         daddr_t bno;
1165
1166         fs = ip->i_e2fs;
1167         ump = ip->i_ump;
1168
1169         if (fs->e2fs_maxcluster[cg] < len)
1170                 return (0);
1171
1172         EXT2_UNLOCK(ump);
1173         error = bread(ip->i_devvp,
1174             fsbtodb(fs, e2fs_gd_get_b_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1175             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1176         if (error)
1177                 goto fail_lock;
1178
1179         bbp = (char *)bp->b_data;
1180         EXT2_LOCK(ump);
1181         /*
1182          * Check to see if a cluster of the needed size (or bigger) is
1183          * available in this cylinder group.
1184          */
1185         lp = &fs->e2fs_clustersum[cg].cs_sum[len];
1186         for (i = len; i <= fs->e2fs_contigsumsize; i++)
1187                 if (*lp++ > 0)
1188                         break;
1189         if (i > fs->e2fs_contigsumsize) {
1190                 /*
1191                  * Update the cluster summary information to reflect
1192                  * the true maximum-sized cluster so that future cluster
1193                  * allocation requests can avoid reading the bitmap only
1194                  * to find no cluster.
1195                  */
1196                 lp = &fs->e2fs_clustersum[cg].cs_sum[len - 1];
1197                 for (i = len - 1; i > 0; i--)
1198                         if (*lp-- > 0)
1199                                 break;
1200                 fs->e2fs_maxcluster[cg] = i;
1201                 goto fail;
1202         }
1203         EXT2_UNLOCK(ump);
1204
1205         /* Search the bitmap to find a big enough cluster like in FFS. */
1206         if (dtog(fs, bpref) != cg)
1207                 bpref = 0;
1208         if (bpref != 0)
1209                 bpref = dtogd(fs, bpref);
1210         loc = bpref / NBBY;
1211         bit = 1 << (bpref % NBBY);
1212         for (run = 0, got = bpref; got < fs->e2fs_fpg; got++) {
1213                 if ((bbp[loc] & bit) != 0)
1214                         run = 0;
1215                 else {
1216                         run++;
1217                         if (run == len)
1218                                 break;
1219                 }
1220                 if ((got & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1))
1221                         bit <<= 1;
1222                 else {
1223                         loc++;
1224                         bit = 1;
1225                 }
1226         }
1227
1228         if (got >= fs->e2fs_fpg)
1229                 goto fail_lock;
1230
1231         /* Allocate the cluster that we found. */
1232         for (i = 1; i < len; i++)
1233                 if (!isclr(bbp, got - run + i))
1234                         panic("ext2_clusteralloc: map mismatch");
1235
1236         bno = got - run + 1;
1237         if (bno >= fs->e2fs_fpg)
1238                 panic("ext2_clusteralloc: allocated out of group");
1239
1240         EXT2_LOCK(ump);
1241         for (i = 0; i < len; i += fs->e2fs_fpb) {
1242                 setbit(bbp, bno + i);
1243                 ext2_clusteracct(fs, bbp, cg, bno + i, -1);
1244                 fs->e2fs_fbcount--;
1245                 e2fs_gd_set_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg],
1246                     e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) - 1);
1247         }
1248         fs->e2fs_fmod = 1;
1249         EXT2_UNLOCK(ump);
1250
1251         bdwrite(bp);
1252         return (cg * fs->e2fs_fpg + le32toh(fs->e2fs->e2fs_first_dblock)
1253             + bno);
1254
1255 fail_lock:
1256         EXT2_LOCK(ump);
1257 fail:
1258         brelse(bp);
1259         return (0);
1260 }
1261
1262 static int
1263 ext2_zero_inode_table(struct inode *ip, int cg)
1264 {
1265         struct m_ext2fs *fs;
1266         struct buf *bp;
1267         int i, all_blks, used_blks;
1268
1269         fs = ip->i_e2fs;
1270
1271         if (le16toh(fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags) & EXT2_BG_INODE_ZEROED)
1272                 return (0);
1273
1274         all_blks = le16toh(fs->e2fs->e2fs_inode_size) * fs->e2fs_ipg /
1275             fs->e2fs_bsize;
1276
1277         used_blks = howmany(fs->e2fs_ipg -
1278             e2fs_gd_get_i_unused(&fs->e2fs_gd[cg]),
1279             fs->e2fs_bsize / EXT2_INODE_SIZE(fs));
1280
1281         for (i = 0; i < all_blks - used_blks; i++) {
1282                 bp = getblk(ip->i_devvp, fsbtodb(fs,
1283                     e2fs_gd_get_i_tables(&fs->e2fs_gd[cg]) + used_blks + i),
1284                     fs->e2fs_bsize, 0, 0, 0);
1285                 if (!bp)
1286                         return (EIO);
1287
1288                 vfs_bio_bzero_buf(bp, 0, fs->e2fs_bsize);
1289                 bawrite(bp);
1290         }
1291
1292         fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags = htole16(le16toh(
1293             fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags) | EXT2_BG_INODE_ZEROED);
1294
1295         return (0);
1296 }
1297
1298 static void
1299 ext2_fix_bitmap_tail(unsigned char *bitmap, int first, int last)
1300 {
1301         int i;
1302
1303         for (i = first; i <= last; i++)
1304                 bitmap[i] = 0xff;
1305 }
1306
1307
1308 /*
1309  * Determine whether an inode can be allocated.
1310  *
1311  * Check to see if an inode is available, and if it is,
1312  * allocate it using tode in the specified cylinder group.
1313  */
1314 static daddr_t
1315 ext2_nodealloccg(struct inode *ip, int cg, daddr_t ipref, int mode)
1316 {
1317         struct m_ext2fs *fs;
1318         struct buf *bp;
1319         struct ext2mount *ump;
1320         int error, start, len, ifree, ibytes;
1321         char *ibp, *loc;
1322
1323         ipref--;        /* to avoid a lot of (ipref -1) */
1324         if (ipref == -1)
1325                 ipref = 0;
1326         fs = ip->i_e2fs;
1327         ump = ip->i_ump;
1328         if (e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) == 0)
1329                 return (0);
1330         EXT2_UNLOCK(ump);
1331         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs,
1332             e2fs_gd_get_i_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1333             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1334         if (error) {
1335                 EXT2_LOCK(ump);
1336                 return (0);
1337         }
1338         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_GDT_CSUM) ||
1339             EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_METADATA_CKSUM)) {
1340                 if (le16toh(fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags) &
1341                     EXT2_BG_INODE_UNINIT) {
1342                         ibytes = fs->e2fs_ipg / 8;
1343                         memset(bp->b_data, 0, ibytes - 1);
1344                         ext2_fix_bitmap_tail(bp->b_data, ibytes,
1345                             fs->e2fs_bsize - 1);
1346                         fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags = htole16(le16toh(
1347                             fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags) &
1348                             ~EXT2_BG_INODE_UNINIT);
1349                 }
1350                 ext2_gd_i_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1351                 error = ext2_zero_inode_table(ip, cg);
1352                 if (error) {
1353                         brelse(bp);
1354                         EXT2_LOCK(ump);
1355                         return (0);
1356                 }
1357         }
1358         error = ext2_gd_i_bitmap_csum_verify(fs, cg, bp);
1359         if (error) {
1360                 brelse(bp);
1361                 EXT2_LOCK(ump);
1362                 return (0);
1363         }
1364         if (e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) == 0) {
1365                 /*
1366                  * Another thread allocated the last i-node in this
1367                  * group while we were waiting for the buffer.
1368                  */
1369                 brelse(bp);
1370                 EXT2_LOCK(ump);
1371                 return (0);
1372         }
1373         ibp = (char *)bp->b_data;
1374         if (ipref) {
1375                 ipref %= fs->e2fs_ipg;
1376                 if (isclr(ibp, ipref))
1377                         goto gotit;
1378         }
1379         start = ipref / NBBY;
1380         len = howmany(fs->e2fs_ipg - ipref, NBBY);
1381         loc = memcchr(&ibp[start], 0xff, len);
1382         if (loc == NULL) {
1383                 len = start + 1;
1384                 start = 0;
1385                 loc = memcchr(&ibp[start], 0xff, len);
1386                 if (loc == NULL) {
1387                         SDT_PROBE3(ext2fs, , alloc,
1388                             ext2_nodealloccg_bmap_corrupted, cg, ipref,
1389                             fs->e2fs_fsmnt);
1390                         brelse(bp);
1391                         EXT2_LOCK(ump);
1392                         return (0);
1393                 }
1394         }
1395         ipref = (loc - ibp) * NBBY + ffs(~*loc) - 1;
1396 gotit:
1397         setbit(ibp, ipref);
1398         EXT2_LOCK(ump);
1399         e2fs_gd_set_nifree(&fs->e2fs_gd[cg],
1400             e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) - 1);
1401         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_GDT_CSUM) ||
1402             EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_METADATA_CKSUM)) {
1403                 ifree = fs->e2fs_ipg - e2fs_gd_get_i_unused(&fs->e2fs_gd[cg]);
1404                 if (ipref + 1 > ifree)
1405                         e2fs_gd_set_i_unused(&fs->e2fs_gd[cg],
1406                             fs->e2fs_ipg - (ipref + 1));
1407         }
1408         fs->e2fs_ficount--;
1409         fs->e2fs_fmod = 1;
1410         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1411                 e2fs_gd_set_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg],
1412                     e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) + 1);
1413                 fs->e2fs_total_dir++;
1414         }
1415         EXT2_UNLOCK(ump);
1416         ext2_gd_i_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1417         bdwrite(bp);
1418         return ((uint64_t)cg * fs->e2fs_ipg + ipref + 1);
1419 }
1420
1421 /*
1422  * Free a block or fragment.
1423  *
1424  */
1425 void
1426 ext2_blkfree(struct inode *ip, e4fs_daddr_t bno, long size)
1427 {
1428         struct m_ext2fs *fs;
1429         struct buf *bp;
1430         struct ext2mount *ump;
1431         int cg, error;
1432         char *bbp;
1433
1434         fs = ip->i_e2fs;
1435         ump = ip->i_ump;
1436         cg = dtog(fs, bno);
1437         if (bno >= fs->e2fs_bcount) {
1438                 SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, ext2_blkfree_bad_block,
1439                     ip->i_number, bno);
1440                 return;
1441         }
1442         error = bread(ip->i_devvp,
1443             fsbtodb(fs, e2fs_gd_get_b_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1444             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1445         if (error) {
1446                 return;
1447         }
1448         bbp = (char *)bp->b_data;
1449         bno = dtogd(fs, bno);
1450         if (isclr(bbp, bno)) {
1451                 panic("ext2_blkfree: freeing free block %lld, fs=%s",
1452                     (long long)bno, fs->e2fs_fsmnt);
1453         }
1454         clrbit(bbp, bno);
1455         EXT2_LOCK(ump);
1456         ext2_clusteracct(fs, bbp, cg, bno, 1);
1457         fs->e2fs_fbcount++;
1458         e2fs_gd_set_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg],
1459             e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) + 1);
1460         fs->e2fs_fmod = 1;
1461         EXT2_UNLOCK(ump);
1462         ext2_gd_b_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1463         bdwrite(bp);
1464 }
1465
1466 /*
1467  * Free an inode.
1468  *
1469  */
1470 int
1471 ext2_vfree(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
1472 {
1473         struct m_ext2fs *fs;
1474         struct inode *pip;
1475         struct buf *bp;
1476         struct ext2mount *ump;
1477         int error, cg;
1478         char *ibp;
1479
1480         pip = VTOI(pvp);
1481         fs = pip->i_e2fs;
1482         ump = pip->i_ump;
1483         if ((u_int)ino > fs->e2fs_ipg * fs->e2fs_gcount)
1484                 panic("ext2_vfree: range: devvp = %p, ino = %ju, fs = %s",
1485                     pip->i_devvp, (uintmax_t)ino, fs->e2fs_fsmnt);
1486
1487         cg = ino_to_cg(fs, ino);
1488         error = bread(pip->i_devvp,
1489             fsbtodb(fs, e2fs_gd_get_i_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1490             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1491         if (error) {
1492                 return (0);
1493         }
1494         ibp = (char *)bp->b_data;
1495         ino = (ino - 1) % fs->e2fs_ipg;
1496         if (isclr(ibp, ino)) {
1497                 SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, ext2_vfree_doublefree,
1498                     fs->e2fs_fsmnt, ino);
1499                 if (fs->e2fs_ronly == 0)
1500                         panic("ext2_vfree: freeing free inode");
1501         }
1502         clrbit(ibp, ino);
1503         EXT2_LOCK(ump);
1504         fs->e2fs_ficount++;
1505         e2fs_gd_set_nifree(&fs->e2fs_gd[cg],
1506             e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) + 1);
1507         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1508                 e2fs_gd_set_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg],
1509                     e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) - 1);
1510                 fs->e2fs_total_dir--;
1511         }
1512         fs->e2fs_fmod = 1;
1513         EXT2_UNLOCK(ump);
1514         ext2_gd_i_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1515         bdwrite(bp);
1516         return (0);
1517 }
1518
1519 /*
1520  * Find a block in the specified cylinder group.
1521  *
1522  * It is a panic if a request is made to find a block if none are
1523  * available.
1524  */
1525 static daddr_t
1526 ext2_mapsearch(struct m_ext2fs *fs, char *bbp, daddr_t bpref)
1527 {
1528         char *loc;
1529         int start, len;
1530
1531         /*
1532          * find the fragment by searching through the free block
1533          * map for an appropriate bit pattern
1534          */
1535         if (bpref)
1536                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
1537         else
1538                 start = 0;
1539         len = howmany(fs->e2fs_fpg, NBBY) - start;
1540         loc = memcchr(&bbp[start], 0xff, len);
1541         if (loc == NULL) {
1542                 len = start + 1;
1543                 start = 0;
1544                 loc = memcchr(&bbp[start], 0xff, len);
1545                 if (loc == NULL) {
1546                         panic("ext2_mapsearch: map corrupted: start=%d, len=%d,"
1547                             "fs=%s", start, len, fs->e2fs_fsmnt);
1548                         /* NOTREACHED */
1549                 }
1550         }
1551         return ((loc - bbp) * NBBY + ffs(~*loc) - 1);
1552 }
1553
1554 int
1555 ext2_cg_has_sb(struct m_ext2fs *fs, int cg)
1556 {
1557         int a3, a5, a7;
1558
1559         if (cg == 0)
1560                 return (1);
1561
1562         if (EXT2_HAS_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_COMPAT_SPARSESUPER2)) {
1563                 if (cg == le32toh(fs->e2fs->e4fs_backup_bgs[0]) ||
1564                     cg == le32toh(fs->e2fs->e4fs_backup_bgs[1]))
1565                         return (1);
1566                 return (0);
1567         }
1568
1569         if ((cg <= 1) ||
1570             !EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_SPARSESUPER))
1571                 return (1);
1572
1573         if (!(cg & 1))
1574                 return (0);
1575
1576         for (a3 = 3, a5 = 5, a7 = 7;
1577             a3 <= cg || a5 <= cg || a7 <= cg;
1578             a3 *= 3, a5 *= 5, a7 *= 7)
1579                 if (cg == a3 || cg == a5 || cg == a7)
1580                         return (1);
1581         return (0);
1582 }