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