sys/gnu/fs/ext2fs/ext2_alloc.c

   1 /*-
   2  *  modified for Lites 1.1
   3  *
   4  *  Aug 1995, Godmar Back (gback@cs.utah.edu)
   5  *  University of Utah, Department of Computer Science
   6  */
   7 /*-
   8  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
   9  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  20  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  21  *    without specific prior written permission.
  22  *
  23  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  24  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  25  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  26  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  27  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  28  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  29  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  30  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  31  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  32  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  33  * SUCH DAMAGE.
  34  *
  35  *      @(#)ffs_alloc.c 8.8 (Berkeley) 2/21/94
  36  * $FreeBSD$
  37  */
  38
  39 #include <sys/param.h>
  40 #include <sys/systm.h>
  41 #include <sys/conf.h>
  42 #include <sys/vnode.h>
  43 #include <sys/signalvar.h>
  44 #include <sys/stat.h>
  45 #include <sys/mount.h>
  46 #include <sys/syslog.h>
  47
  48 #include <gnu/fs/ext2fs/inode.h>
  49 #include <gnu/fs/ext2fs/ext2_mount.h>
  50 #include <gnu/fs/ext2fs/ext2_fs.h>
  51 #include <gnu/fs/ext2fs/ext2_fs_sb.h>
  52 #include <gnu/fs/ext2fs/fs.h>
  53 #include <gnu/fs/ext2fs/ext2_extern.h>
  54
  55 static void     ext2_fserr(struct ext2_sb_info *, u_int, char *);
  56
  57 /*
  58  * Linux calls this functions at the following locations:
  59  * (1) the inode is freed
  60  * (2) a preallocation miss occurs
  61  * (3) truncate is called
  62  * (4) release_file is called and f_mode & 2
  63  *
  64  * I call it in ext2_inactive, ext2_truncate, ext2_vfree and in (2)
  65  * the call in vfree might be redundant
  66  */
  67 void
  68 ext2_discard_prealloc(ip)
  69         struct inode * ip;
  70 {
  71 #ifdef EXT2_PREALLOCATE
  72         if (ip->i_prealloc_count) {
  73                 int i = ip->i_prealloc_count;
  74                 ip->i_prealloc_count = 0;
  75                 ext2_free_blocks (ITOV(ip)->v_mount,
  76                                   ip->i_prealloc_block,
  77                                   i);
  78         }
  79 #endif
  80 }
  81
  82 /*
  83  * Allocate a block in the file system.
  84  *
  85  * this takes the framework from ffs_alloc. To implement the
  86  * actual allocation, it calls ext2_new_block, the ported version
  87  * of the same Linux routine.
  88  *
  89  * we note that this is always called in connection with ext2_blkpref
  90  *
  91  * preallocation is done as Linux does it
  92  */
  93 int
  94 ext2_alloc(ip, lbn, bpref, size, cred, bnp)
  95         struct inode *ip;
  96         int32_t lbn, bpref;
  97         int size;
  98         struct ucred *cred;
  99         int32_t *bnp;
 100 {
 101         struct ext2_sb_info *fs;
 102         int32_t bno;
 103
 104         *bnp = 0;
 105         fs = ip->i_e2fs;
 106 #ifdef DIAGNOSTIC
 107         if ((u_int)size > fs->s_blocksize || blkoff(fs, size) != 0) {
 108                 vn_printf(ip->i_devvp, "bsize = %lu, size = %d, fs = %s\n",
 109                     fs->s_blocksize, size, fs->fs_fsmnt);
 110                 panic("ext2_alloc: bad size");
 111         }
 112         if (cred == NOCRED)
 113                 panic("ext2_alloc: missing credential");
 114 #endif /* DIAGNOSTIC */
 115         if (size == fs->s_blocksize && fs->s_es->s_free_blocks_count == 0)
 116                 goto nospace;
 117         if (cred->cr_uid != 0 &&
 118                 fs->s_es->s_free_blocks_count < fs->s_es->s_r_blocks_count)
 119                 goto nospace;
 120         if (bpref >= fs->s_es->s_blocks_count)
 121                 bpref = 0;
 122         /* call the Linux code */
 123 #ifdef EXT2_PREALLOCATE
 124         /* To have a preallocation hit, we must
 125          * - have at least one block preallocated
 126          * - and our preferred block must have that block number or one below
 127          */
 128         if (ip->i_prealloc_count &&
 129             (bpref == ip->i_prealloc_block ||
 130              bpref + 1 == ip->i_prealloc_block))
 131         {
 132                 bno = ip->i_prealloc_block++;
 133                 ip->i_prealloc_count--;
 134                 /* ext2_debug ("preallocation hit (%lu/%lu).\n",
 135                             ++alloc_hits, ++alloc_attempts); */
 136
 137                 /* Linux gets, clears, and releases the buffer at this
 138                    point - we don't have to that; we leave it to the caller
 139                  */
 140         } else {
 141                 ext2_discard_prealloc (ip);
 142                 /* ext2_debug ("preallocation miss (%lu/%lu).\n",
 143                             alloc_hits, ++alloc_attempts); */
 144                 if (S_ISREG(ip->i_mode))
 145                         bno = ext2_new_block
 146                                 (ITOV(ip)->v_mount, bpref,
 147                                  &ip->i_prealloc_count,
 148                                  &ip->i_prealloc_block);
 149                 else
 150                         bno = (int32_t)ext2_new_block(ITOV(ip)->v_mount,
 151                                         bpref, 0, 0);
 152         }
 153 #else
 154         bno = (int32_t)ext2_new_block(ITOV(ip)->v_mount, bpref, 0, 0);
 155 #endif
 156
 157         if (bno > 0) {
 158                 /* set next_alloc fields as done in block_getblk */
 159                 ip->i_next_alloc_block = lbn;
 160                 ip->i_next_alloc_goal = bno;
 161
 162                 ip->i_blocks += btodb(size);
 163                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 164                 *bnp = bno;
 165                 return (0);
 166         }
 167 nospace:
 168         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "file system full");
 169         uprintf("\n%s: write failed, file system is full\n", fs->fs_fsmnt);
 170         return (ENOSPC);
 171 }
 172
 173 /*
 174  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
 175  *
 176  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
 177  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
 178  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible to
 179  * an fs_rotdelay offset from the end of the allocation for the logical
 180  * block immediately preceding the current range. If successful, the
 181  * physical block numbers in the buffer pointers and in the inode are
 182  * changed to reflect the new allocation. If unsuccessful, the allocation
 183  * is left unchanged. The success in doing the reallocation is returned.
 184  * Note that the error return is not reflected back to the user. Rather
 185  * the previous block allocation will be used.
 186  */
 187
 188 #ifdef FANCY_REALLOC
 189 #include <sys/sysctl.h>
 190 static int doasyncfree = 1;
 191 #ifdef  OPT_DEBUG
 192 SYSCTL_INT(_debug, 14, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0, "");
 193 #endif  /* OPT_DEBUG */
 194 #endif
 195
 196 int
 197 ext2_reallocblks(ap)
 198         struct vop_reallocblks_args /* {
 199                 struct vnode *a_vp;
 200                 struct cluster_save *a_buflist;
 201         } */ *ap;
 202 {
 203 #ifndef FANCY_REALLOC
 204 /* printf("ext2_reallocblks not implemented\n"); */
 205 return ENOSPC;
 206 #else
 207
 208         struct ext2_sb_info *fs;
 209         struct inode *ip;
 210         struct vnode *vp;
 211         struct buf *sbp, *ebp;
 212         int32_t *bap, *sbap, *ebap;
 213         struct cluster_save *buflist;
 214         int32_t start_lbn, end_lbn, soff, eoff, newblk, blkno;
 215         struct indir start_ap[NIADDR + 1], end_ap[NIADDR + 1], *idp;
 216         int i, len, start_lvl, end_lvl, pref, ssize;
 217
 218         vp = ap->a_vp;
 219         ip = VTOI(vp);
 220         fs = ip->i_e2fs;
 221 #ifdef UNKLAR
 222         if (fs->fs_contigsumsize <= 0)
 223                 return (ENOSPC);
 224 #endif
 225         buflist = ap->a_buflist;
 226         len = buflist->bs_nchildren;
 227         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
 228         end_lbn = start_lbn + len - 1;
 229 #ifdef DIAGNOSTIC
 230         for (i = 1; i < len; i++)
 231                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
 232                         panic("ext2_reallocblks: non-cluster");
 233 #endif
 234         /*
 235          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
 236          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
 237          * the previous cylinder group.
 238          */
 239         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
 240             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
 241                 return (ENOSPC);
 242         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
 243             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
 244                 return (ENOSPC);
 245         /*
 246          * Get the starting offset and block map for the first block.
 247          */
 248         if (start_lvl == 0) {
 249                 sbap = &ip->i_db[0];
 250                 soff = start_lbn;
 251         } else {
 252                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
 253                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->s_blocksize, NOCRED, &sbp)) {
 254                         brelse(sbp);
 255                         return (ENOSPC);
 256                 }
 257                 sbap = (int32_t *)sbp->b_data;
 258                 soff = idp->in_off;
 259         }
 260         /*
 261          * Find the preferred location for the cluster.
 262          */
 263         pref = ext2_blkpref(ip, start_lbn, soff, sbap);
 264         /*
 265          * If the block range spans two block maps, get the second map.
 266          */
 267         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
 268                 ssize = len;
 269         } else {
 270 #ifdef DIAGNOSTIC
 271                 if (start_ap[start_lvl-1].in_lbn == idp->in_lbn)
 272                         panic("ext2_reallocblk: start == end");
 273 #endif
 274                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
 275                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->s_blocksize, NOCRED, &ebp))
 276                         goto fail;
 277                 ebap = (int32_t *)ebp->b_data;
 278         }
 279         /*
 280          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
 281          */
 282         if ((newblk = (int32_t)ext2_hashalloc(ip, dtog(fs, pref), (long)pref,
 283             len, (u_long (*)())ext2_clusteralloc)) == 0)
 284                 goto fail;
 285         /*
 286          * We have found a new contiguous block.
 287          *
 288          * First we have to replace the old block pointers with the new
 289          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
 290          * with the file.
 291          */
 292         blkno = newblk;
 293         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->s_frags_per_block) {
 294                 if (i == ssize)
 295                         bap = ebap;
 296 #ifdef DIAGNOSTIC
 297                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != fsbtodb(fs, *bap))
 298                         panic("ext2_reallocblks: alloc mismatch");
 299 #endif
 300                 *bap++ = blkno;
 301         }
 302         /*
 303          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
 304          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
 305          * the old block values may have been written to disk. In practise
 306          * they are almost never written, but if we are concerned about
 307          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
 308          *
 309          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
 310          * that shows whether the associated buffers and inodes have
 311          * been written. The flag should be set when the cluster is
 312          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
 313          * We can then check below to see if it is set, and do the
 314          * synchronous write only when it has been cleared.
 315          */
 316         if (sbap != &ip->i_db[0]) {
 317                 if (doasyncfree)
 318                         bdwrite(sbp);
 319                 else
 320                         bwrite(sbp);
 321         } else {
 322                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 323                 if (!doasyncfree)
 324                         ext2_update(vp, 1);
 325         }
 326         if (ssize < len)
 327                 if (doasyncfree)
 328                         bdwrite(ebp);
 329                 else
 330                         bwrite(ebp);
 331         /*
 332          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
 333          */
 334         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->s_frags_per_block) {
 335                 ext2_blkfree(ip, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno),
 336                     fs->s_blocksize);
 337                 buflist->bs_children[i]->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
 338         }
 339         return (0);
 340
 341 fail:
 342         if (ssize < len)
 343                 brelse(ebp);
 344         if (sbap != &ip->i_db[0])
 345                 brelse(sbp);
 346         return (ENOSPC);
 347
 348 #endif /* FANCY_REALLOC */
 349 }
 350
 351 /*
 352  * Allocate an inode in the file system.
 353  *
 354  * we leave the actual allocation strategy to the (modified)
 355  * ext2_new_inode(), to make sure we get the policies right
 356  */
 357 int
 358 ext2_valloc(pvp, mode, cred, vpp)
 359         struct vnode *pvp;
 360         int mode;
 361         struct ucred *cred;
 362         struct vnode **vpp;
 363 {
 364         struct inode *pip;
 365         struct ext2_sb_info *fs;
 366         struct inode *ip;
 367         ino_t ino;
 368         int i, error;
 369
 370         *vpp = NULL;
 371         pip = VTOI(pvp);
 372         fs = pip->i_e2fs;
 373         if (fs->s_es->s_free_inodes_count == 0)
 374                 goto noinodes;
 375
 376         /* call the Linux routine - it returns the inode number only */
 377         ino = ext2_new_inode(pip, mode);
 378
 379         if (ino == 0)
 380                 goto noinodes;
 381         error = VFS_VGET(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp);
 382         if (error) {
 383                 ext2_vfree(pvp, ino, mode);
 384                 return (error);
 385         }
 386         ip = VTOI(*vpp);
 387
 388         /*
 389           the question is whether using VGET was such good idea at all -
 390           Linux doesn't read the old inode in when it's allocating a
 391           new one. I will set at least i_size & i_blocks the zero.
 392         */
 393         ip->i_mode = 0;
 394         ip->i_size = 0;
 395         ip->i_blocks = 0;
 396         ip->i_flags = 0;
 397         /* now we want to make sure that the block pointers are zeroed out */
 398         for (i = 0; i < NDADDR; i++)
 399                 ip->i_db[i] = 0;
 400         for (i = 0; i < NIADDR; i++)
 401                 ip->i_ib[i] = 0;
 402
 403         /*
 404          * Set up a new generation number for this inode.
 405          * XXX check if this makes sense in ext2
 406          */
 407         if (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
 408                 ip->i_gen = random() / 2 + 1;
 409 /*
 410 printf("ext2_valloc: allocated inode %d\n", ino);
 411 */
 412         return (0);
 413 noinodes:
 414         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "out of inodes");
 415         uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n", fs->fs_fsmnt);
 416         return (ENOSPC);
 417 }
 418
 419 /*
 420  * Select the desired position for the next block in a file.
 421  *
 422  * we try to mimic what Remy does in inode_getblk/block_getblk
 423  *
 424  * we note: blocknr == 0 means that we're about to allocate either
 425  * a direct block or a pointer block at the first level of indirection
 426  * (In other words, stuff that will go in i_db[] or i_ib[])
 427  *
 428  * blocknr != 0 means that we're allocating a block that is none
 429  * of the above. Then, blocknr tells us the number of the block
 430  * that will hold the pointer
 431  */
 432 int32_t
 433 ext2_blkpref(ip, lbn, indx, bap, blocknr)
 434         struct inode *ip;
 435         int32_t lbn;
 436         int indx;
 437         int32_t *bap;
 438         int32_t blocknr;
 439 {
 440         int     tmp;
 441
 442         /* if the next block is actually what we thought it is,
 443            then set the goal to what we thought it should be
 444         */
 445         if(ip->i_next_alloc_block == lbn)
 446                 return ip->i_next_alloc_goal;
 447
 448         /* now check whether we were provided with an array that basically
 449            tells us previous blocks to which we want to stay closeby
 450         */
 451         if(bap)
 452                 for (tmp = indx - 1; tmp >= 0; tmp--)
 453                         if (bap[tmp])
 454                                 return bap[tmp];
 455
 456         /* else let's fall back to the blocknr, or, if there is none,
 457            follow the rule that a block should be allocated near its inode
 458         */
 459         return blocknr ? blocknr :
 460                         (int32_t)(ip->i_block_group *
 461                         EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(ip->i_e2fs)) +
 462                         ip->i_e2fs->s_es->s_first_data_block;
 463 }
 464
 465 /*
 466  * Free a block or fragment.
 467  *
 468  * pass on to the Linux code
 469  */
 470 void
 471 ext2_blkfree(ip, bno, size)
 472         struct inode *ip;
 473         int32_t bno;
 474         long size;
 475 {
 476         struct ext2_sb_info *fs;
 477
 478         fs = ip->i_e2fs;
 479         /*
 480          *      call Linux code with mount *, block number, count
 481          */
 482         ext2_free_blocks(ITOV(ip)->v_mount, bno, size / fs->s_frag_size);
 483 }
 484
 485 /*
 486  * Free an inode.
 487  *
 488  * the maintenance of the actual bitmaps is again up to the linux code
 489  */
 490 int
 491 ext2_vfree(pvp, ino, mode)
 492         struct vnode *pvp;
 493         ino_t ino;
 494         int mode;
 495 {
 496         struct ext2_sb_info *fs;
 497         struct inode *pip;
 498         mode_t save_i_mode;
 499
 500         pip = VTOI(pvp);
 501         fs = pip->i_e2fs;
 502         if ((u_int)ino > fs->s_inodes_per_group * fs->s_groups_count)
 503                 panic("ext2_vfree: range: devvp = %p, ino = %d, fs = %s",
 504                     pip->i_devvp, ino, fs->fs_fsmnt);
 505
 506 /* ext2_debug("ext2_vfree (%d, %d) called\n", pip->i_number, mode);
 507  */
 508         ext2_discard_prealloc(pip);
 509
 510         /* we need to make sure that ext2_free_inode can adjust the
 511            used_dir_counts in the group summary information - I'd
 512            really like to know what the rationale behind this
 513            'set i_mode to zero to denote an unused inode' is
 514          */
 515         save_i_mode = pip->i_mode;
 516         pip->i_mode = mode;
 517         ext2_free_inode(pip);
 518         pip->i_mode = save_i_mode;
 519         return (0);
 520 }
 521
 522 /*
 523  * Fserr prints the name of a file system with an error diagnostic.
 524  *
 525  * The form of the error message is:
 526  *      fs: error message
 527  */
 528 static void
 529 ext2_fserr(fs, uid, cp)
 530         struct ext2_sb_info *fs;
 531         u_int uid;
 532         char *cp;
 533 {
 534
 535         log(LOG_ERR, "uid %d on %s: %s\n", uid, fs->fs_fsmnt, cp);
 536 }