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->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->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)(gd->ext4bgd_b_bitmap_hi) << 32) |
 505             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)(gd->ext4bgd_i_bitmap_hi) << 32) |
 513             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)(gd->ext4bgd_i_tables_hi) << 32) |
 521             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)(gd->ext4bgd_nbfree_hi) << 16) |
 529             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 = val & 0xffff;
 537         gd->ext4bgd_nbfree_hi = val >> 16;
 538 }
 539
 540 static uint32_t
 541 e2fs_gd_get_nifree(struct ext2_gd *gd)
 542 {
 543
 544         return (((uint32_t)(gd->ext4bgd_nifree_hi) << 16) |
 545             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 = val & 0xffff;
 553         gd->ext4bgd_nifree_hi = val >> 16;
 554 }
 555
 556 uint32_t
 557 e2fs_gd_get_ndirs(struct ext2_gd *gd)
 558 {
 559
 560         return (((uint32_t)(gd->ext4bgd_ndirs_hi) << 16) |
 561             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 = val & 0xffff;
 569         gd->ext4bgd_ndirs_hi = val >> 16;
 570 }
 571
 572 static uint32_t
 573 e2fs_gd_get_i_unused(struct ext2_gd *gd)
 574 {
 575         return (((uint32_t)(gd->ext4bgd_i_unused_hi) << 16) |
 576             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 = val & 0xffff;
 584         gd->ext4bgd_i_unused_hi = 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->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 ? (cgsize - avgbfree * fs->e2fs_bsize) / avgndir : 0;
 657         if (dirsize < curdirsize)
 658                 dirsize = curdirsize;
 659         maxcontigdirs = min((avgbfree * fs->e2fs_bsize) / dirsize, 255);
 660         maxcontigdirs = min(maxcontigdirs, fs->e2fs_ipg / AFPDIR);
 661         if (maxcontigdirs == 0)
 662                 maxcontigdirs = 1;
 663
 664         /*
 665          * Limit number of dirs in one cg and reserve space for
 666          * regular files, but only if we have no deficit in
 667          * inodes or space.
 668          */
 669         prefcg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
 670         for (cg = prefcg; cg < fs->e2fs_gcount; cg++)
 671                 if (e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) < maxndir &&
 672                     e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= minifree &&
 673                     e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= minbfree) {
 674                         if (fs->e2fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
 675                                 return (cg);
 676                 }
 677         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 678                 if (e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) < maxndir &&
 679                     e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= minifree &&
 680                     e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= minbfree) {
 681                         if (fs->e2fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
 682                                 return (cg);
 683                 }
 684         /*
 685          * This is a backstop when we have deficit in space.
 686          */
 687         for (cg = prefcg; cg < fs->e2fs_gcount; cg++)
 688                 if (e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgifree)
 689                         return (cg);
 690         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 691                 if (e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) >= avgifree)
 692                         break;
 693         return (cg);
 694 }
 695
 696 /*
 697  * Select the desired position for the next block in a file.
 698  *
 699  * we try to mimic what Remy does in inode_getblk/block_getblk
 700  *
 701  * we note: blocknr == 0 means that we're about to allocate either
 702  * a direct block or a pointer block at the first level of indirection
 703  * (In other words, stuff that will go in i_db[] or i_ib[])
 704  *
 705  * blocknr != 0 means that we're allocating a block that is none
 706  * of the above. Then, blocknr tells us the number of the block
 707  * that will hold the pointer
 708  */
 709 e4fs_daddr_t
 710 ext2_blkpref(struct inode *ip, e2fs_lbn_t lbn, int indx, e2fs_daddr_t *bap,
 711     e2fs_daddr_t blocknr)
 712 {
 713         struct m_ext2fs *fs;
 714         int tmp;
 715
 716         fs = ip->i_e2fs;
 717
 718         mtx_assert(EXT2_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
 719
 720         /*
 721          * If the next block is actually what we thought it is, then set the
 722          * goal to what we thought it should be.
 723          */
 724         if (ip->i_next_alloc_block == lbn && ip->i_next_alloc_goal != 0)
 725                 return ip->i_next_alloc_goal;
 726
 727         /*
 728          * Now check whether we were provided with an array that basically
 729          * tells us previous blocks to which we want to stay close.
 730          */
 731         if (bap)
 732                 for (tmp = indx - 1; tmp >= 0; tmp--)
 733                         if (bap[tmp])
 734                                 return bap[tmp];
 735
 736         /*
 737          * Else lets fall back to the blocknr or, if there is none, follow
 738          * the rule that a block should be allocated near its inode.
 739          */
 740         return (blocknr ? blocknr :
 741             (e2fs_daddr_t)(ip->i_block_group *
 742             EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(fs)) + fs->e2fs->e2fs_first_dblock);
 743 }
 744
 745 /*
 746  * Implement the cylinder overflow algorithm.
 747  *
 748  * The policy implemented by this algorithm is:
 749  *   1) allocate the block in its requested cylinder group.
 750  *   2) quadradically rehash on the cylinder group number.
 751  *   3) brute force search for a free block.
 752  */
 753 static e4fs_daddr_t
 754 ext2_hashalloc(struct inode *ip, int cg, long pref, int size,
 755     daddr_t (*allocator) (struct inode *, int, daddr_t, int))
 756 {
 757         struct m_ext2fs *fs;
 758         e4fs_daddr_t result;
 759         int i, icg = cg;
 760
 761         mtx_assert(EXT2_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
 762         fs = ip->i_e2fs;
 763         /*
 764          * 1: preferred cylinder group
 765          */
 766         result = (*allocator)(ip, cg, pref, size);
 767         if (result)
 768                 return (result);
 769         /*
 770          * 2: quadratic rehash
 771          */
 772         for (i = 1; i < fs->e2fs_gcount; i *= 2) {
 773                 cg += i;
 774                 if (cg >= fs->e2fs_gcount)
 775                         cg -= fs->e2fs_gcount;
 776                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 777                 if (result)
 778                         return (result);
 779         }
 780         /*
 781          * 3: brute force search
 782          * Note that we start at i == 2, since 0 was checked initially,
 783          * and 1 is always checked in the quadratic rehash.
 784          */
 785         cg = (icg + 2) % fs->e2fs_gcount;
 786         for (i = 2; i < fs->e2fs_gcount; i++) {
 787                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 788                 if (result)
 789                         return (result);
 790                 cg++;
 791                 if (cg == fs->e2fs_gcount)
 792                         cg = 0;
 793         }
 794         return (0);
 795 }
 796
 797 static uint64_t
 798 ext2_cg_number_gdb_nometa(struct m_ext2fs *fs, int cg)
 799 {
 800
 801         if (!ext2_cg_has_sb(fs, cg))
 802                 return (0);
 803
 804         if (EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_META_BG))
 805                 return (fs->e2fs->e3fs_first_meta_bg);
 806
 807         return ((fs->e2fs_gcount + EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs) - 1) /
 808             EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs));
 809 }
 810
 811 static uint64_t
 812 ext2_cg_number_gdb_meta(struct m_ext2fs *fs, int cg)
 813 {
 814         unsigned long metagroup;
 815         int first, last;
 816
 817         metagroup = cg / EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs);
 818         first = metagroup * EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs);
 819         last = first + EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs) - 1;
 820
 821         if (cg == first || cg == first + 1 || cg == last)
 822                 return (1);
 823
 824         return (0);
 825 }
 826
 827 uint64_t
 828 ext2_cg_number_gdb(struct m_ext2fs *fs, int cg)
 829 {
 830         unsigned long first_meta_bg, metagroup;
 831
 832         first_meta_bg = fs->e2fs->e3fs_first_meta_bg;
 833         metagroup = cg / EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs);
 834
 835         if (!EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_META_BG) ||
 836             metagroup < first_meta_bg)
 837                 return (ext2_cg_number_gdb_nometa(fs, cg));
 838
 839         return ext2_cg_number_gdb_meta(fs, cg);
 840 }
 841
 842 static int
 843 ext2_number_base_meta_blocks(struct m_ext2fs *fs, int cg)
 844 {
 845         int number;
 846
 847         number = ext2_cg_has_sb(fs, cg);
 848
 849         if (!EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_META_BG) ||
 850             cg < fs->e2fs->e3fs_first_meta_bg * EXT2_DESCS_PER_BLOCK(fs)) {
 851                 if (number) {
 852                         number += ext2_cg_number_gdb(fs, cg);
 853                         number += fs->e2fs->e2fs_reserved_ngdb;
 854                 }
 855         } else {
 856                 number += ext2_cg_number_gdb(fs, cg);
 857         }
 858
 859         return (number);
 860 }
 861
 862 static void
 863 ext2_mark_bitmap_end(int start_bit, int end_bit, char *bitmap)
 864 {
 865         int i;
 866
 867         if (start_bit >= end_bit)
 868                 return;
 869
 870         for (i = start_bit; i < ((start_bit + 7) & ~7UL); i++)
 871                 setbit(bitmap, i);
 872         if (i < end_bit)
 873                 memset(bitmap + (i >> 3), 0xff, (end_bit - i) >> 3);
 874 }
 875
 876 static int
 877 ext2_get_group_number(struct m_ext2fs *fs, e4fs_daddr_t block)
 878 {
 879
 880         return ((block - fs->e2fs->e2fs_first_dblock) / fs->e2fs_bsize);
 881 }
 882
 883 static int
 884 ext2_block_in_group(struct m_ext2fs *fs, e4fs_daddr_t block, int cg)
 885 {
 886
 887         return ((ext2_get_group_number(fs, block) == cg) ? 1 : 0);
 888 }
 889
 890 static int
 891 ext2_cg_block_bitmap_init(struct m_ext2fs *fs, int cg, struct buf *bp)
 892 {
 893         int bit, bit_max, inodes_per_block;
 894         uint64_t start, tmp;
 895
 896         if (!(fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags & EXT2_BG_BLOCK_UNINIT))
 897                 return (0);
 898
 899         memset(bp->b_data, 0, fs->e2fs_bsize);
 900
 901         bit_max = ext2_number_base_meta_blocks(fs, cg);
 902         if ((bit_max >> 3) >= fs->e2fs_bsize)
 903                 return (EINVAL);
 904
 905         for (bit = 0; bit < bit_max; bit++)
 906                 setbit(bp->b_data, bit);
 907
 908         start = (uint64_t)cg * fs->e2fs->e2fs_bpg + 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->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->e2fs_bpg, fs->e2fs_bsize * 8,
 937             bp->b_data);
 938
 939         /* Clean the flag */
 940         fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags &= ~EXT2_BG_BLOCK_UNINIT;
 941
 942         return (0);
 943 }
 944
 945 static int
 946 ext2_b_bitmap_validate(struct m_ext2fs *fs, struct buf *bp, int cg)
 947 {
 948         struct ext2_gd *gd;
 949         uint64_t group_first_block;
 950         unsigned int offset, max_bit;
 951
 952         if (EXT2_HAS_INCOMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_INCOMPAT_FLEX_BG)) {
 953                 /*
 954                  * It is not possible to check block bitmap in case of this feature,
 955                  * because the inode and block bitmaps and inode table
 956                  * blocks may not be in the group at all.
 957                  * So, skip check in this case.
 958                  */
 959                 return (0);
 960         }
 961
 962         gd = &fs->e2fs_gd[cg];
 963         max_bit = fs->e2fs_fpg;
 964         group_first_block = ((uint64_t)cg) * fs->e2fs->e2fs_fpg +
 965             fs->e2fs->e2fs_first_dblock;
 966
 967         /* Check block bitmap block number */
 968         offset = e2fs_gd_get_b_bitmap(gd) - group_first_block;
 969         if (offset >= max_bit || !isset(bp->b_data, offset)) {
 970                 SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, ext2_b_bitmap_validate_error,
 971                     "bad block bitmap, group", cg);
 972                 return (EINVAL);
 973         }
 974
 975         /* Check inode bitmap block number */
 976         offset = e2fs_gd_get_i_bitmap(gd) - group_first_block;
 977         if (offset >= max_bit || !isset(bp->b_data, offset)) {
 978                 SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, ext2_b_bitmap_validate_error,
 979                     "bad inode bitmap", cg);
 980                 return (EINVAL);
 981         }
 982
 983         /* Check inode table */
 984         offset = e2fs_gd_get_i_tables(gd) - group_first_block;
 985         if (offset >= max_bit || offset + fs->e2fs_itpg >= max_bit) {
 986                 SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, ext2_b_bitmap_validate_error,
 987                     "bad inode table, group", cg);
 988                 return (EINVAL);
 989         }
 990
 991         return (0);
 992 }
 993
 994 /*
 995  * Determine whether a block can be allocated.
 996  *
 997  * Check to see if a block of the appropriate size is available,
 998  * and if it is, allocate it.
 999  */
1000 static daddr_t
1001 ext2_alloccg(struct inode *ip, int cg, daddr_t bpref, int size)
1002 {
1003         struct m_ext2fs *fs;
1004         struct buf *bp;
1005         struct ext2mount *ump;
1006         daddr_t bno, runstart, runlen;
1007         int bit, loc, end, error, start;
1008         char *bbp;
1009         /* XXX ondisk32 */
1010         fs = ip->i_e2fs;
1011         ump = ip->i_ump;
1012         if (e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) == 0)
1013                 return (0);
1014
1015         EXT2_UNLOCK(ump);
1016         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs,
1017             e2fs_gd_get_b_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1018             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1019         if (error)
1020                 goto fail;
1021
1022         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_GDT_CSUM) ||
1023             EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_METADATA_CKSUM)) {
1024                 error = ext2_cg_block_bitmap_init(fs, cg, bp);
1025                 if (error)
1026                         goto fail;
1027
1028                 ext2_gd_b_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1029         }
1030         error = ext2_gd_b_bitmap_csum_verify(fs, cg, bp);
1031         if (error)
1032                 goto fail;
1033
1034         error = ext2_b_bitmap_validate(fs,bp, cg);
1035         if (error)
1036                 goto fail;
1037
1038         /*
1039          * Check, that another thread did not not allocate the last block in this
1040          * group while we were waiting for the buffer.
1041          */
1042         if (e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) == 0)
1043                 goto fail;
1044
1045         bbp = (char *)bp->b_data;
1046
1047         if (dtog(fs, bpref) != cg)
1048                 bpref = 0;
1049         if (bpref != 0) {
1050                 bpref = dtogd(fs, bpref);
1051                 /*
1052                  * if the requested block is available, use it
1053                  */
1054                 if (isclr(bbp, bpref)) {
1055                         bno = bpref;
1056                         goto gotit;
1057                 }
1058         }
1059         /*
1060          * no blocks in the requested cylinder, so take next
1061          * available one in this cylinder group.
1062          * first try to get 8 contigous blocks, then fall back to a single
1063          * block.
1064          */
1065         if (bpref)
1066                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
1067         else
1068                 start = 0;
1069         end = howmany(fs->e2fs->e2fs_fpg, NBBY) - start;
1070 retry:
1071         runlen = 0;
1072         runstart = 0;
1073         for (loc = start; loc < end; loc++) {
1074                 if (bbp[loc] == (char)0xff) {
1075                         runlen = 0;
1076                         continue;
1077                 }
1078
1079                 /* Start of a run, find the number of high clear bits. */
1080                 if (runlen == 0) {
1081                         bit = fls(bbp[loc]);
1082                         runlen = NBBY - bit;
1083                         runstart = loc * NBBY + bit;
1084                 } else if (bbp[loc] == 0) {
1085                         /* Continue a run. */
1086                         runlen += NBBY;
1087                 } else {
1088                         /*
1089                          * Finish the current run.  If it isn't long
1090                          * enough, start a new one.
1091                          */
1092                         bit = ffs(bbp[loc]) - 1;
1093                         runlen += bit;
1094                         if (runlen >= 8) {
1095                                 bno = runstart;
1096                                 goto gotit;
1097                         }
1098
1099                         /* Run was too short, start a new one. */
1100                         bit = fls(bbp[loc]);
1101                         runlen = NBBY - bit;
1102                         runstart = loc * NBBY + bit;
1103                 }
1104
1105                 /* If the current run is long enough, use it. */
1106                 if (runlen >= 8) {
1107                         bno = runstart;
1108                         goto gotit;
1109                 }
1110         }
1111         if (start != 0) {
1112                 end = start;
1113                 start = 0;
1114                 goto retry;
1115         }
1116         bno = ext2_mapsearch(fs, bbp, bpref);
1117         if (bno < 0)
1118                 goto fail;
1119
1120 gotit:
1121 #ifdef INVARIANTS
1122         if (isset(bbp, bno)) {
1123                 printf("ext2fs_alloccgblk: cg=%d bno=%jd fs=%s\n",
1124                     cg, (intmax_t)bno, fs->e2fs_fsmnt);
1125                 panic("ext2fs_alloccg: dup alloc");
1126         }
1127 #endif
1128         setbit(bbp, bno);
1129         EXT2_LOCK(ump);
1130         ext2_clusteracct(fs, bbp, cg, bno, -1);
1131         fs->e2fs_fbcount--;
1132         e2fs_gd_set_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg],
1133             e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) - 1);
1134         fs->e2fs_fmod = 1;
1135         EXT2_UNLOCK(ump);
1136         ext2_gd_b_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1137         bdwrite(bp);
1138         return (((uint64_t)cg) * fs->e2fs->e2fs_fpg + fs->e2fs->e2fs_first_dblock + bno);
1139
1140 fail:
1141         brelse(bp);
1142         EXT2_LOCK(ump);
1143         return (0);
1144 }
1145
1146 /*
1147  * Determine whether a cluster can be allocated.
1148  */
1149 static daddr_t
1150 ext2_clusteralloc(struct inode *ip, int cg, daddr_t bpref, int len)
1151 {
1152         struct m_ext2fs *fs;
1153         struct ext2mount *ump;
1154         struct buf *bp;
1155         char *bbp;
1156         int bit, error, got, i, loc, run;
1157         int32_t *lp;
1158         daddr_t bno;
1159
1160         fs = ip->i_e2fs;
1161         ump = ip->i_ump;
1162
1163         if (fs->e2fs_maxcluster[cg] < len)
1164                 return (0);
1165
1166         EXT2_UNLOCK(ump);
1167         error = bread(ip->i_devvp,
1168             fsbtodb(fs, e2fs_gd_get_b_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1169             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1170         if (error)
1171                 goto fail_lock;
1172
1173         bbp = (char *)bp->b_data;
1174         EXT2_LOCK(ump);
1175         /*
1176          * Check to see if a cluster of the needed size (or bigger) is
1177          * available in this cylinder group.
1178          */
1179         lp = &fs->e2fs_clustersum[cg].cs_sum[len];
1180         for (i = len; i <= fs->e2fs_contigsumsize; i++)
1181                 if (*lp++ > 0)
1182                         break;
1183         if (i > fs->e2fs_contigsumsize) {
1184                 /*
1185                  * Update the cluster summary information to reflect
1186                  * the true maximum-sized cluster so that future cluster
1187                  * allocation requests can avoid reading the bitmap only
1188                  * to find no cluster.
1189                  */
1190                 lp = &fs->e2fs_clustersum[cg].cs_sum[len - 1];
1191                 for (i = len - 1; i > 0; i--)
1192                         if (*lp-- > 0)
1193                                 break;
1194                 fs->e2fs_maxcluster[cg] = i;
1195                 goto fail;
1196         }
1197         EXT2_UNLOCK(ump);
1198
1199         /* Search the bitmap to find a big enough cluster like in FFS. */
1200         if (dtog(fs, bpref) != cg)
1201                 bpref = 0;
1202         if (bpref != 0)
1203                 bpref = dtogd(fs, bpref);
1204         loc = bpref / NBBY;
1205         bit = 1 << (bpref % NBBY);
1206         for (run = 0, got = bpref; got < fs->e2fs->e2fs_fpg; got++) {
1207                 if ((bbp[loc] & bit) != 0)
1208                         run = 0;
1209                 else {
1210                         run++;
1211                         if (run == len)
1212                                 break;
1213                 }
1214                 if ((got & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1))
1215                         bit <<= 1;
1216                 else {
1217                         loc++;
1218                         bit = 1;
1219                 }
1220         }
1221
1222         if (got >= fs->e2fs->e2fs_fpg)
1223                 goto fail_lock;
1224
1225         /* Allocate the cluster that we found. */
1226         for (i = 1; i < len; i++)
1227                 if (!isclr(bbp, got - run + i))
1228                         panic("ext2_clusteralloc: map mismatch");
1229
1230         bno = got - run + 1;
1231         if (bno >= fs->e2fs->e2fs_fpg)
1232                 panic("ext2_clusteralloc: allocated out of group");
1233
1234         EXT2_LOCK(ump);
1235         for (i = 0; i < len; i += fs->e2fs_fpb) {
1236                 setbit(bbp, bno + i);
1237                 ext2_clusteracct(fs, bbp, cg, bno + i, -1);
1238                 fs->e2fs_fbcount--;
1239                 e2fs_gd_set_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg],
1240                     e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) - 1);
1241         }
1242         fs->e2fs_fmod = 1;
1243         EXT2_UNLOCK(ump);
1244
1245         bdwrite(bp);
1246         return (cg * fs->e2fs->e2fs_fpg + fs->e2fs->e2fs_first_dblock + bno);
1247
1248 fail_lock:
1249         EXT2_LOCK(ump);
1250 fail:
1251         brelse(bp);
1252         return (0);
1253 }
1254
1255 static int
1256 ext2_zero_inode_table(struct inode *ip, int cg)
1257 {
1258         struct m_ext2fs *fs;
1259         struct buf *bp;
1260         int i, all_blks, used_blks;
1261
1262         fs = ip->i_e2fs;
1263
1264         if (fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags & EXT2_BG_INODE_ZEROED)
1265                 return (0);
1266
1267         all_blks = fs->e2fs->e2fs_inode_size * fs->e2fs->e2fs_ipg /
1268             fs->e2fs_bsize;
1269
1270         used_blks = howmany(fs->e2fs->e2fs_ipg -
1271             e2fs_gd_get_i_unused(&fs->e2fs_gd[cg]),
1272             fs->e2fs_bsize / EXT2_INODE_SIZE(fs));
1273
1274         for (i = 0; i < all_blks - used_blks; i++) {
1275                 bp = getblk(ip->i_devvp, fsbtodb(fs,
1276                     e2fs_gd_get_i_tables(&fs->e2fs_gd[cg]) + used_blks + i),
1277                     fs->e2fs_bsize, 0, 0, 0);
1278                 if (!bp)
1279                         return (EIO);
1280
1281                 vfs_bio_bzero_buf(bp, 0, fs->e2fs_bsize);
1282                 bawrite(bp);
1283         }
1284
1285         fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags |= EXT2_BG_INODE_ZEROED;
1286
1287         return (0);
1288 }
1289
1290 /*
1291  * Determine whether an inode can be allocated.
1292  *
1293  * Check to see if an inode is available, and if it is,
1294  * allocate it using tode in the specified cylinder group.
1295  */
1296 static daddr_t
1297 ext2_nodealloccg(struct inode *ip, int cg, daddr_t ipref, int mode)
1298 {
1299         struct m_ext2fs *fs;
1300         struct buf *bp;
1301         struct ext2mount *ump;
1302         int error, start, len, ifree;
1303         char *ibp, *loc;
1304
1305         ipref--;        /* to avoid a lot of (ipref -1) */
1306         if (ipref == -1)
1307                 ipref = 0;
1308         fs = ip->i_e2fs;
1309         ump = ip->i_ump;
1310         if (e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) == 0)
1311                 return (0);
1312         EXT2_UNLOCK(ump);
1313         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs,
1314             e2fs_gd_get_i_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1315             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1316         if (error) {
1317                 EXT2_LOCK(ump);
1318                 return (0);
1319         }
1320         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_GDT_CSUM) ||
1321             EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_METADATA_CKSUM)) {
1322                 if (fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags & EXT2_BG_INODE_UNINIT) {
1323                         memset(bp->b_data, 0, fs->e2fs_bsize);
1324                         fs->e2fs_gd[cg].ext4bgd_flags &= ~EXT2_BG_INODE_UNINIT;
1325                 }
1326                 ext2_gd_i_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1327                 error = ext2_zero_inode_table(ip, cg);
1328                 if (error) {
1329                         brelse(bp);
1330                         EXT2_LOCK(ump);
1331                         return (0);
1332                 }
1333         }
1334         error = ext2_gd_i_bitmap_csum_verify(fs, cg, bp);
1335         if (error) {
1336                 brelse(bp);
1337                 EXT2_LOCK(ump);
1338                 return (0);
1339         }
1340         if (e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) == 0) {
1341                 /*
1342                  * Another thread allocated the last i-node in this
1343                  * group while we were waiting for the buffer.
1344                  */
1345                 brelse(bp);
1346                 EXT2_LOCK(ump);
1347                 return (0);
1348         }
1349         ibp = (char *)bp->b_data;
1350         if (ipref) {
1351                 ipref %= fs->e2fs->e2fs_ipg;
1352                 if (isclr(ibp, ipref))
1353                         goto gotit;
1354         }
1355         start = ipref / NBBY;
1356         len = howmany(fs->e2fs->e2fs_ipg - ipref, NBBY);
1357         loc = memcchr(&ibp[start], 0xff, len);
1358         if (loc == NULL) {
1359                 len = start + 1;
1360                 start = 0;
1361                 loc = memcchr(&ibp[start], 0xff, len);
1362                 if (loc == NULL) {
1363                         SDT_PROBE3(ext2fs, , alloc, ext2_nodealloccg_bmap_corrupted,
1364                             cg, ipref, fs->e2fs_fsmnt);
1365                         brelse(bp);
1366                         EXT2_LOCK(ump);
1367                         return (0);
1368                 }
1369         }
1370         ipref = (loc - ibp) * NBBY + ffs(~*loc) - 1;
1371 gotit:
1372         setbit(ibp, ipref);
1373         EXT2_LOCK(ump);
1374         e2fs_gd_set_nifree(&fs->e2fs_gd[cg],
1375             e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) - 1);
1376         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_GDT_CSUM) ||
1377             EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_METADATA_CKSUM)) {
1378                 ifree = fs->e2fs->e2fs_ipg - e2fs_gd_get_i_unused(&fs->e2fs_gd[cg]);
1379                 if (ipref + 1 > ifree)
1380                         e2fs_gd_set_i_unused(&fs->e2fs_gd[cg],
1381                             fs->e2fs->e2fs_ipg - (ipref + 1));
1382         }
1383         fs->e2fs->e2fs_ficount--;
1384         fs->e2fs_fmod = 1;
1385         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1386                 e2fs_gd_set_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg],
1387                     e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) + 1);
1388                 fs->e2fs_total_dir++;
1389         }
1390         EXT2_UNLOCK(ump);
1391         ext2_gd_i_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1392         bdwrite(bp);
1393         return ((uint64_t)cg * fs->e2fs_ipg + ipref + 1);
1394 }
1395
1396 /*
1397  * Free a block or fragment.
1398  *
1399  */
1400 void
1401 ext2_blkfree(struct inode *ip, e4fs_daddr_t bno, long size)
1402 {
1403         struct m_ext2fs *fs;
1404         struct buf *bp;
1405         struct ext2mount *ump;
1406         int cg, error;
1407         char *bbp;
1408
1409         fs = ip->i_e2fs;
1410         ump = ip->i_ump;
1411         cg = dtog(fs, bno);
1412         if (bno >= fs->e2fs_bcount) {
1413                 SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, ext2_blkfree_bad_block, ip->i_number, bno);
1414                 return;
1415         }
1416         error = bread(ip->i_devvp,
1417             fsbtodb(fs, e2fs_gd_get_b_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1418             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1419         if (error) {
1420                 return;
1421         }
1422         bbp = (char *)bp->b_data;
1423         bno = dtogd(fs, bno);
1424         if (isclr(bbp, bno)) {
1425                 panic("ext2_blkfree: freeing free block %lld, fs=%s",
1426                     (long long)bno, fs->e2fs_fsmnt);
1427         }
1428         clrbit(bbp, bno);
1429         EXT2_LOCK(ump);
1430         ext2_clusteracct(fs, bbp, cg, bno, 1);
1431         fs->e2fs_fbcount++;
1432         e2fs_gd_set_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg],
1433             e2fs_gd_get_nbfree(&fs->e2fs_gd[cg]) + 1);
1434         fs->e2fs_fmod = 1;
1435         EXT2_UNLOCK(ump);
1436         ext2_gd_b_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1437         bdwrite(bp);
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Free an inode.
1442  *
1443  */
1444 int
1445 ext2_vfree(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
1446 {
1447         struct m_ext2fs *fs;
1448         struct inode *pip;
1449         struct buf *bp;
1450         struct ext2mount *ump;
1451         int error, cg;
1452         char *ibp;
1453
1454         pip = VTOI(pvp);
1455         fs = pip->i_e2fs;
1456         ump = pip->i_ump;
1457         if ((u_int)ino > fs->e2fs_ipg * fs->e2fs_gcount)
1458                 panic("ext2_vfree: range: devvp = %p, ino = %ju, fs = %s",
1459                     pip->i_devvp, (uintmax_t)ino, fs->e2fs_fsmnt);
1460
1461         cg = ino_to_cg(fs, ino);
1462         error = bread(pip->i_devvp,
1463             fsbtodb(fs, e2fs_gd_get_i_bitmap(&fs->e2fs_gd[cg])),
1464             (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
1465         if (error) {
1466                 return (0);
1467         }
1468         ibp = (char *)bp->b_data;
1469         ino = (ino - 1) % fs->e2fs->e2fs_ipg;
1470         if (isclr(ibp, ino)) {
1471                 SDT_PROBE2(ext2fs, , alloc, ext2_vfree_doublefree,
1472                     fs->e2fs_fsmnt, ino);
1473                 if (fs->e2fs_ronly == 0)
1474                         panic("ext2_vfree: freeing free inode");
1475         }
1476         clrbit(ibp, ino);
1477         EXT2_LOCK(ump);
1478         fs->e2fs->e2fs_ficount++;
1479         e2fs_gd_set_nifree(&fs->e2fs_gd[cg],
1480             e2fs_gd_get_nifree(&fs->e2fs_gd[cg]) + 1);
1481         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1482                 e2fs_gd_set_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg],
1483                     e2fs_gd_get_ndirs(&fs->e2fs_gd[cg]) - 1);
1484                 fs->e2fs_total_dir--;
1485         }
1486         fs->e2fs_fmod = 1;
1487         EXT2_UNLOCK(ump);
1488         ext2_gd_i_bitmap_csum_set(fs, cg, bp);
1489         bdwrite(bp);
1490         return (0);
1491 }
1492
1493 /*
1494  * Find a block in the specified cylinder group.
1495  *
1496  * It is a panic if a request is made to find a block if none are
1497  * available.
1498  */
1499 static daddr_t
1500 ext2_mapsearch(struct m_ext2fs *fs, char *bbp, daddr_t bpref)
1501 {
1502         char *loc;
1503         int start, len;
1504
1505         /*
1506          * find the fragment by searching through the free block
1507          * map for an appropriate bit pattern
1508          */
1509         if (bpref)
1510                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
1511         else
1512                 start = 0;
1513         len = howmany(fs->e2fs->e2fs_fpg, NBBY) - start;
1514         loc = memcchr(&bbp[start], 0xff, len);
1515         if (loc == NULL) {
1516                 len = start + 1;
1517                 start = 0;
1518                 loc = memcchr(&bbp[start], 0xff, len);
1519                 if (loc == NULL) {
1520                         panic("ext2_mapsearch: map corrupted: start=%d, len=%d, fs=%s",
1521                             start, len, fs->e2fs_fsmnt);
1522                         /* NOTREACHED */
1523                 }
1524         }
1525         return ((loc - bbp) * NBBY + ffs(~*loc) - 1);
1526 }
1527
1528 int
1529 ext2_cg_has_sb(struct m_ext2fs *fs, int cg)
1530 {
1531         int a3, a5, a7;
1532
1533         if (cg == 0)
1534                 return (1);
1535
1536         if (EXT2_HAS_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_COMPAT_SPARSESUPER2)) {
1537                 if (cg == fs->e2fs->e4fs_backup_bgs[0] ||
1538                     cg == fs->e2fs->e4fs_backup_bgs[1])
1539                         return (1);
1540                 return (0);
1541         }
1542
1543         if ((cg <= 1) ||
1544             !EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(fs, EXT2F_ROCOMPAT_SPARSESUPER))
1545                 return (1);
1546
1547         if (!(cg & 1))
1548                 return (0);
1549
1550         for (a3 = 3, a5 = 5, a7 = 7;
1551             a3 <= cg || a5 <= cg || a7 <= cg;
1552             a3 *= 3, a5 *= 5, a7 *= 7)
1553                 if (cg == a3 || cg == a5 || cg == a7)
1554                         return (1);
1555         return (0);
1556 }