sys/ufs/ffs/ffs_alloc.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: (BSD-2-Clause AND BSD-3-Clause)
   3  *
   4  * Copyright (c) 2002 Networks Associates Technology, Inc.
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * This software was developed for the FreeBSD Project by Marshall
   8  * Kirk McKusick and Network Associates Laboratories, the Security
   9  * Research Division of Network Associates, Inc. under DARPA/SPAWAR
  10  * contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the DARPA CHATS
  11  * research program
  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  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
  35  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  36  *
  37  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  38  * modification, are permitted provided that the following conditions
  39  * are met:
  40  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  41  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  42  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  43  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  44  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  45  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  46  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  47  *    without specific prior written permission.
  48  *
  49  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  50  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  51  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  52  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  53  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  54  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  55  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  56  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  57  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  58  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  59  * SUCH DAMAGE.
  60  */
  61
  62 #include <sys/cdefs.h>
  63 #include "opt_quota.h"
  64
  65 #include <sys/param.h>
  66 #include <sys/systm.h>
  67 #include <sys/bio.h>
  68 #include <sys/buf.h>
  69 #include <sys/capsicum.h>
  70 #include <sys/conf.h>
  71 #include <sys/fcntl.h>
  72 #include <sys/file.h>
  73 #include <sys/filedesc.h>
  74 #include <sys/gsb_crc32.h>
  75 #include <sys/kernel.h>
  76 #include <sys/mount.h>
  77 #include <sys/priv.h>
  78 #include <sys/proc.h>
  79 #include <sys/stat.h>
  80 #include <sys/syscallsubr.h>
  81 #include <sys/sysctl.h>
  82 #include <sys/syslog.h>
  83 #include <sys/taskqueue.h>
  84 #include <sys/vnode.h>
  85
  86 #include <security/audit/audit.h>
  87
  88 #include <geom/geom.h>
  89 #include <geom/geom_vfs.h>
  90
  91 #include <ufs/ufs/dir.h>
  92 #include <ufs/ufs/extattr.h>
  93 #include <ufs/ufs/quota.h>
  94 #include <ufs/ufs/inode.h>
  95 #include <ufs/ufs/ufs_extern.h>
  96 #include <ufs/ufs/ufsmount.h>
  97
  98 #include <ufs/ffs/fs.h>
  99 #include <ufs/ffs/ffs_extern.h>
 100 #include <ufs/ffs/softdep.h>
 101
 102 typedef ufs2_daddr_t allocfcn_t(struct inode *ip, uint64_t cg,
 103                                   ufs2_daddr_t bpref, int size, int rsize);
 104
 105 static ufs2_daddr_t ffs_alloccg(struct inode *, uint64_t, ufs2_daddr_t, int,
 106                                   int);
 107 static ufs2_daddr_t
 108               ffs_alloccgblk(struct inode *, struct buf *, ufs2_daddr_t, int);
 109 static void     ffs_blkfree_cg(struct ufsmount *, struct fs *,
 110                     struct vnode *, ufs2_daddr_t, long, ino_t,
 111                     struct workhead *);
 112 #ifdef INVARIANTS
 113 static int      ffs_checkfreeblk(struct inode *, ufs2_daddr_t, long);
 114 #endif
 115 static void     ffs_checkcgintegrity(struct fs *, uint64_t, int);
 116 static ufs2_daddr_t ffs_clusteralloc(struct inode *, uint64_t, ufs2_daddr_t,
 117                                   int);
 118 static ino_t    ffs_dirpref(struct inode *);
 119 static ufs2_daddr_t ffs_fragextend(struct inode *, uint64_t, ufs2_daddr_t,
 120                     int, int);
 121 static ufs2_daddr_t     ffs_hashalloc(struct inode *, uint64_t, ufs2_daddr_t,
 122                     int, int, allocfcn_t *);
 123 static ufs2_daddr_t ffs_nodealloccg(struct inode *, uint64_t, ufs2_daddr_t, int,
 124                     int);
 125 static ufs1_daddr_t ffs_mapsearch(struct fs *, struct cg *, ufs2_daddr_t, int);
 126 static int      ffs_reallocblks_ufs1(struct vop_reallocblks_args *);
 127 static int      ffs_reallocblks_ufs2(struct vop_reallocblks_args *);
 128 static void     ffs_ckhash_cg(struct buf *);
 129
 130 /*
 131  * Allocate a block in the filesystem.
 132  *
 133  * The size of the requested block is given, which must be some
 134  * multiple of fs_fsize and <= fs_bsize.
 135  * A preference may be optionally specified. If a preference is given
 136  * the following hierarchy is used to allocate a block:
 137  *   1) allocate the requested block.
 138  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
 139  *   3) allocate a block in the same cylinder group.
 140  *   4) quadratically rehash into other cylinder groups, until an
 141  *      available block is located.
 142  * If no block preference is given the following hierarchy is used
 143  * to allocate a block:
 144  *   1) allocate a block in the cylinder group that contains the
 145  *      inode for the file.
 146  *   2) quadratically rehash into other cylinder groups, until an
 147  *      available block is located.
 148  */
 149 int
 150 ffs_alloc(struct inode *ip,
 151         ufs2_daddr_t lbn,
 152         ufs2_daddr_t bpref,
 153         int size,
 154         int flags,
 155         struct ucred *cred,
 156         ufs2_daddr_t *bnp)
 157 {
 158         struct fs *fs;
 159         struct ufsmount *ump;
 160         ufs2_daddr_t bno;
 161         uint64_t cg, reclaimed;
 162         int64_t delta;
 163 #ifdef QUOTA
 164         int error;
 165 #endif
 166
 167         *bnp = 0;
 168         ump = ITOUMP(ip);
 169         fs = ump->um_fs;
 170         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
 171 #ifdef INVARIANTS
 172         if ((uint64_t)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
 173                 printf("dev = %s, bsize = %ld, size = %d, fs = %s\n",
 174                     devtoname(ump->um_dev), (long)fs->fs_bsize, size,
 175                     fs->fs_fsmnt);
 176                 panic("ffs_alloc: bad size");
 177         }
 178         if (cred == NOCRED)
 179                 panic("ffs_alloc: missing credential");
 180 #endif /* INVARIANTS */
 181         reclaimed = 0;
 182 retry:
 183 #ifdef QUOTA
 184         UFS_UNLOCK(ump);
 185         error = chkdq(ip, btodb(size), cred, 0);
 186         if (error)
 187                 return (error);
 188         UFS_LOCK(ump);
 189 #endif
 190         if (size == fs->fs_bsize && fs->fs_cstotal.cs_nbfree == 0)
 191                 goto nospace;
 192         if (priv_check_cred(cred, PRIV_VFS_BLOCKRESERVE) &&
 193             freespace(fs, fs->fs_minfree) - numfrags(fs, size) < 0)
 194                 goto nospace;
 195         if (bpref >= fs->fs_size)
 196                 bpref = 0;
 197         if (bpref == 0)
 198                 cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
 199         else
 200                 cg = dtog(fs, bpref);
 201         bno = ffs_hashalloc(ip, cg, bpref, size, size, ffs_alloccg);
 202         if (bno > 0) {
 203                 delta = btodb(size);
 204                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
 205                 if (flags & IO_EXT)
 206                         UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE);
 207                 else
 208                         UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE | IN_UPDATE);
 209                 *bnp = bno;
 210                 return (0);
 211         }
 212 nospace:
 213 #ifdef QUOTA
 214         UFS_UNLOCK(ump);
 215         /*
 216          * Restore user's disk quota because allocation failed.
 217          */
 218         (void) chkdq(ip, -btodb(size), cred, FORCE);
 219         UFS_LOCK(ump);
 220 #endif
 221         if (reclaimed == 0 && (flags & IO_BUFLOCKED) == 0) {
 222                 reclaimed = 1;
 223                 softdep_request_cleanup(fs, ITOV(ip), cred, FLUSH_BLOCKS_WAIT);
 224                 goto retry;
 225         }
 226         if (ffs_fsfail_cleanup_locked(ump, 0)) {
 227                 UFS_UNLOCK(ump);
 228                 return (ENXIO);
 229         }
 230         if (reclaimed > 0 &&
 231             ppsratecheck(&ump->um_last_fullmsg, &ump->um_secs_fullmsg, 1)) {
 232                 UFS_UNLOCK(ump);
 233                 ffs_fserr(fs, ip->i_number, "filesystem full");
 234                 uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n",
 235                     fs->fs_fsmnt);
 236         } else {
 237                 UFS_UNLOCK(ump);
 238         }
 239         return (ENOSPC);
 240 }
 241
 242 /*
 243  * Reallocate a fragment to a bigger size
 244  *
 245  * The number and size of the old block is given, and a preference
 246  * and new size is also specified. The allocator attempts to extend
 247  * the original block. Failing that, the regular block allocator is
 248  * invoked to get an appropriate block.
 249  */
 250 int
 251 ffs_realloccg(struct inode *ip,
 252         ufs2_daddr_t lbprev,
 253         ufs2_daddr_t bprev,
 254         ufs2_daddr_t bpref,
 255         int osize,
 256         int nsize,
 257         int flags,
 258         struct ucred *cred,
 259         struct buf **bpp)
 260 {
 261         struct vnode *vp;
 262         struct fs *fs;
 263         struct buf *bp;
 264         struct ufsmount *ump;
 265         uint64_t cg, request, reclaimed;
 266         int error, gbflags;
 267         ufs2_daddr_t bno;
 268         int64_t delta;
 269
 270         vp = ITOV(ip);
 271         ump = ITOUMP(ip);
 272         fs = ump->um_fs;
 273         bp = NULL;
 274         gbflags = (flags & BA_UNMAPPED) != 0 ? GB_UNMAPPED : 0;
 275 #ifdef WITNESS
 276         gbflags |= IS_SNAPSHOT(ip) ? GB_NOWITNESS : 0;
 277 #endif
 278
 279         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
 280 #ifdef INVARIANTS
 281         if (vp->v_mount->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPENDED)
 282                 panic("ffs_realloccg: allocation on suspended filesystem");
 283         if ((uint64_t)osize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, osize) != 0 ||
 284             (uint64_t)nsize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, nsize) != 0) {
 285                 printf(
 286                 "dev = %s, bsize = %ld, osize = %d, nsize = %d, fs = %s\n",
 287                     devtoname(ump->um_dev), (long)fs->fs_bsize, osize,
 288                     nsize, fs->fs_fsmnt);
 289                 panic("ffs_realloccg: bad size");
 290         }
 291         if (cred == NOCRED)
 292                 panic("ffs_realloccg: missing credential");
 293 #endif /* INVARIANTS */
 294         reclaimed = 0;
 295 retry:
 296         if (priv_check_cred(cred, PRIV_VFS_BLOCKRESERVE) &&
 297             freespace(fs, fs->fs_minfree) -  numfrags(fs, nsize - osize) < 0) {
 298                 goto nospace;
 299         }
 300         if (bprev == 0) {
 301                 printf("dev = %s, bsize = %ld, bprev = %jd, fs = %s\n",
 302                     devtoname(ump->um_dev), (long)fs->fs_bsize, (intmax_t)bprev,
 303                     fs->fs_fsmnt);
 304                 panic("ffs_realloccg: bad bprev");
 305         }
 306         UFS_UNLOCK(ump);
 307         /*
 308          * Allocate the extra space in the buffer.
 309          */
 310         error = bread_gb(vp, lbprev, osize, NOCRED, gbflags, &bp);
 311         if (error) {
 312                 return (error);
 313         }
 314
 315         if (bp->b_blkno == bp->b_lblkno) {
 316                 if (lbprev >= UFS_NDADDR)
 317                         panic("ffs_realloccg: lbprev out of range");
 318                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, bprev);
 319         }
 320
 321 #ifdef QUOTA
 322         error = chkdq(ip, btodb(nsize - osize), cred, 0);
 323         if (error) {
 324                 brelse(bp);
 325                 return (error);
 326         }
 327 #endif
 328         /*
 329          * Check for extension in the existing location.
 330          */
 331         *bpp = NULL;
 332         cg = dtog(fs, bprev);
 333         UFS_LOCK(ump);
 334         bno = ffs_fragextend(ip, cg, bprev, osize, nsize);
 335         if (bno) {
 336                 if (bp->b_blkno != fsbtodb(fs, bno))
 337                         panic("ffs_realloccg: bad blockno");
 338                 delta = btodb(nsize - osize);
 339                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
 340                 if (flags & IO_EXT)
 341                         UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE);
 342                 else
 343                         UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE | IN_UPDATE);
 344                 allocbuf(bp, nsize);
 345                 bp->b_flags |= B_DONE;
 346                 vfs_bio_bzero_buf(bp, osize, nsize - osize);
 347                 if ((bp->b_flags & (B_MALLOC | B_VMIO)) == B_VMIO)
 348                         vfs_bio_set_valid(bp, osize, nsize - osize);
 349                 *bpp = bp;
 350                 return (0);
 351         }
 352         /*
 353          * Allocate a new disk location.
 354          */
 355         if (bpref >= fs->fs_size)
 356                 bpref = 0;
 357         switch ((int)fs->fs_optim) {
 358         case FS_OPTSPACE:
 359                 /*
 360                  * Allocate an exact sized fragment. Although this makes
 361                  * best use of space, we will waste time relocating it if
 362                  * the file continues to grow. If the fragmentation is
 363                  * less than half of the minimum free reserve, we choose
 364                  * to begin optimizing for time.
 365                  */
 366                 request = nsize;
 367                 if (fs->fs_minfree <= 5 ||
 368                     fs->fs_cstotal.cs_nffree >
 369                     (off_t)fs->fs_dsize * fs->fs_minfree / (2 * 100))
 370                         break;
 371                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from SPACE to TIME\n",
 372                         fs->fs_fsmnt);
 373                 fs->fs_optim = FS_OPTTIME;
 374                 break;
 375         case FS_OPTTIME:
 376                 /*
 377                  * At this point we have discovered a file that is trying to
 378                  * grow a small fragment to a larger fragment. To save time,
 379                  * we allocate a full sized block, then free the unused portion.
 380                  * If the file continues to grow, the `ffs_fragextend' call
 381                  * above will be able to grow it in place without further
 382                  * copying. If aberrant programs cause disk fragmentation to
 383                  * grow within 2% of the free reserve, we choose to begin
 384                  * optimizing for space.
 385                  */
 386                 request = fs->fs_bsize;
 387                 if (fs->fs_cstotal.cs_nffree <
 388                     (off_t)fs->fs_dsize * (fs->fs_minfree - 2) / 100)
 389                         break;
 390                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from TIME to SPACE\n",
 391                         fs->fs_fsmnt);
 392                 fs->fs_optim = FS_OPTSPACE;
 393                 break;
 394         default:
 395                 printf("dev = %s, optim = %ld, fs = %s\n",
 396                     devtoname(ump->um_dev), (long)fs->fs_optim, fs->fs_fsmnt);
 397                 panic("ffs_realloccg: bad optim");
 398                 /* NOTREACHED */
 399         }
 400         bno = ffs_hashalloc(ip, cg, bpref, request, nsize, ffs_alloccg);
 401         if (bno > 0) {
 402                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, bno);
 403                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
 404                         /*
 405                          * The usual case is that a smaller fragment that
 406                          * was just allocated has been replaced with a bigger
 407                          * fragment or a full-size block. If it is marked as
 408                          * B_DELWRI, the current contents have not been written
 409                          * to disk. It is possible that the block was written
 410                          * earlier, but very uncommon. If the block has never
 411                          * been written, there is no need to send a BIO_DELETE
 412                          * for it when it is freed. The gain from avoiding the
 413                          * TRIMs for the common case of unwritten blocks far
 414                          * exceeds the cost of the write amplification for the
 415                          * uncommon case of failing to send a TRIM for a block
 416                          * that had been written.
 417                          */
 418                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp, bprev, (long)osize,
 419                             ip->i_number, vp->v_type, NULL,
 420                             (bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 ?
 421                             NOTRIM_KEY : SINGLETON_KEY);
 422                 delta = btodb(nsize - osize);
 423                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
 424                 if (flags & IO_EXT)
 425                         UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE);
 426                 else
 427                         UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE | IN_UPDATE);
 428                 allocbuf(bp, nsize);
 429                 bp->b_flags |= B_DONE;
 430                 vfs_bio_bzero_buf(bp, osize, nsize - osize);
 431                 if ((bp->b_flags & (B_MALLOC | B_VMIO)) == B_VMIO)
 432                         vfs_bio_set_valid(bp, osize, nsize - osize);
 433                 *bpp = bp;
 434                 return (0);
 435         }
 436 #ifdef QUOTA
 437         UFS_UNLOCK(ump);
 438         /*
 439          * Restore user's disk quota because allocation failed.
 440          */
 441         (void) chkdq(ip, -btodb(nsize - osize), cred, FORCE);
 442         UFS_LOCK(ump);
 443 #endif
 444 nospace:
 445         /*
 446          * no space available
 447          */
 448         if (reclaimed == 0 && (flags & IO_BUFLOCKED) == 0) {
 449                 reclaimed = 1;
 450                 UFS_UNLOCK(ump);
 451                 if (bp) {
 452                         brelse(bp);
 453                         bp = NULL;
 454                 }
 455                 UFS_LOCK(ump);
 456                 softdep_request_cleanup(fs, vp, cred, FLUSH_BLOCKS_WAIT);
 457                 goto retry;
 458         }
 459         if (bp)
 460                 brelse(bp);
 461         if (ffs_fsfail_cleanup_locked(ump, 0)) {
 462                 UFS_UNLOCK(ump);
 463                 return (ENXIO);
 464         }
 465         if (reclaimed > 0 &&
 466             ppsratecheck(&ump->um_last_fullmsg, &ump->um_secs_fullmsg, 1)) {
 467                 UFS_UNLOCK(ump);
 468                 ffs_fserr(fs, ip->i_number, "filesystem full");
 469                 uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n",
 470                     fs->fs_fsmnt);
 471         } else {
 472                 UFS_UNLOCK(ump);
 473         }
 474         return (ENOSPC);
 475 }
 476
 477 /*
 478  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
 479  *
 480  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
 481  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
 482  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible
 483  * from the end of the allocation for the logical block immediately
 484  * preceding the current range. If successful, the physical block numbers
 485  * in the buffer pointers and in the inode are changed to reflect the new
 486  * allocation. If unsuccessful, the allocation is left unchanged. The
 487  * success in doing the reallocation is returned. Note that the error
 488  * return is not reflected back to the user. Rather the previous block
 489  * allocation will be used.
 490  */
 491
 492 SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, ffs, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
 493     "FFS filesystem");
 494
 495 static int doasyncfree = 1;
 496 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0,
 497 "do not force synchronous writes when blocks are reallocated");
 498
 499 static int doreallocblks = 1;
 500 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doreallocblks, CTLFLAG_RW, &doreallocblks, 0,
 501 "enable block reallocation");
 502
 503 static int dotrimcons = 1;
 504 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, dotrimcons, CTLFLAG_RWTUN, &dotrimcons, 0,
 505 "enable BIO_DELETE / TRIM consolidation");
 506
 507 static int maxclustersearch = 10;
 508 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, maxclustersearch, CTLFLAG_RW, &maxclustersearch,
 509 0, "max number of cylinder group to search for contigous blocks");
 510
 511 #ifdef DIAGNOSTIC
 512 static int prtrealloc = 0;
 513 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ffs_prtrealloc, CTLFLAG_RW, &prtrealloc, 0,
 514         "print out FFS filesystem block reallocation operations");
 515 #endif
 516
 517 int
 518 ffs_reallocblks(
 519         struct vop_reallocblks_args /* {
 520                 struct vnode *a_vp;
 521                 struct cluster_save *a_buflist;
 522         } */ *ap)
 523 {
 524         struct ufsmount *ump;
 525         int error;
 526
 527         /*
 528          * We used to skip reallocating the blocks of a file into a
 529          * contiguous sequence if the underlying flash device requested
 530          * BIO_DELETE notifications, because devices that benefit from
 531          * BIO_DELETE also benefit from not moving the data. However,
 532          * the destination for the data is usually moved before the data
 533          * is written to the initially allocated location, so we rarely
 534          * suffer the penalty of extra writes. With the addition of the
 535          * consolidation of contiguous blocks into single BIO_DELETE
 536          * operations, having fewer but larger contiguous blocks reduces
 537          * the number of (slow and expensive) BIO_DELETE operations. So
 538          * when doing BIO_DELETE consolidation, we do block reallocation.
 539          *
 540          * Skip if reallocblks has been disabled globally.
 541          */
 542         ump = ap->a_vp->v_mount->mnt_data;
 543         if ((((ump->um_flags) & UM_CANDELETE) != 0 && dotrimcons == 0) ||
 544             doreallocblks == 0)
 545                 return (ENOSPC);
 546
 547         /*
 548          * We can't wait in softdep prealloc as it may fsync and recurse
 549          * here.  Instead we simply fail to reallocate blocks if this
 550          * rare condition arises.
 551          */
 552         if (DOINGSUJ(ap->a_vp))
 553                 if (softdep_prealloc(ap->a_vp, MNT_NOWAIT) != 0)
 554                         return (ENOSPC);
 555         vn_seqc_write_begin(ap->a_vp);
 556         error = ump->um_fstype == UFS1 ? ffs_reallocblks_ufs1(ap) :
 557             ffs_reallocblks_ufs2(ap);
 558         vn_seqc_write_end(ap->a_vp);
 559         return (error);
 560 }
 561
 562 static int
 563 ffs_reallocblks_ufs1(
 564         struct vop_reallocblks_args /* {
 565                 struct vnode *a_vp;
 566                 struct cluster_save *a_buflist;
 567         } */ *ap)
 568 {
 569         struct fs *fs;
 570         struct inode *ip;
 571         struct vnode *vp;
 572         struct buf *sbp, *ebp, *bp;
 573         ufs1_daddr_t *bap, *sbap, *ebap;
 574         struct cluster_save *buflist;
 575         struct ufsmount *ump;
 576         ufs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
 577         ufs1_daddr_t soff, newblk, blkno;
 578         ufs2_daddr_t pref;
 579         struct indir start_ap[UFS_NIADDR + 1], end_ap[UFS_NIADDR + 1], *idp;
 580         int i, cg, len, start_lvl, end_lvl, ssize;
 581
 582         vp = ap->a_vp;
 583         ip = VTOI(vp);
 584         ump = ITOUMP(ip);
 585         fs = ump->um_fs;
 586         /*
 587          * If we are not tracking block clusters or if we have less than 4%
 588          * free blocks left, then do not attempt to cluster. Running with
 589          * less than 5% free block reserve is not recommended and those that
 590          * choose to do so do not expect to have good file layout.
 591          */
 592         if (fs->fs_contigsumsize <= 0 || freespace(fs, 4) < 0)
 593                 return (ENOSPC);
 594         buflist = ap->a_buflist;
 595         len = buflist->bs_nchildren;
 596         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
 597         end_lbn = start_lbn + len - 1;
 598 #ifdef INVARIANTS
 599         for (i = 0; i < len; i++)
 600                 if (!ffs_checkfreeblk(ip,
 601                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
 602                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
 603         for (i = 1; i < len; i++)
 604                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
 605                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
 606         blkno = buflist->bs_children[0]->b_blkno;
 607         ssize = fsbtodb(fs, fs->fs_frag);
 608         for (i = 1; i < len - 1; i++)
 609                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != blkno + (i * ssize))
 610                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
 611 #endif
 612         /*
 613          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
 614          * block, leave space for the indirect block. Indirect blocks
 615          * are initially laid out in a position after the last direct
 616          * block. Block reallocation would usually destroy locality by
 617          * moving the indirect block out of the way to make room for
 618          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
 619          * this for other indirect block boundaries, but it is only
 620          * important for the first one.
 621          */
 622         if (start_lbn < UFS_NDADDR && end_lbn >= UFS_NDADDR)
 623                 return (ENOSPC);
 624         /*
 625          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
 626          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
 627          * the previous cylinder group.
 628          */
 629         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
 630             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
 631                 return (ENOSPC);
 632         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
 633             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
 634                 return (ENOSPC);
 635         /*
 636          * Get the starting offset and block map for the first block.
 637          */
 638         if (start_lvl == 0) {
 639                 sbap = &ip->i_din1->di_db[0];
 640                 soff = start_lbn;
 641         } else {
 642                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
 643                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
 644                         brelse(sbp);
 645                         return (ENOSPC);
 646                 }
 647                 sbap = (ufs1_daddr_t *)sbp->b_data;
 648                 soff = idp->in_off;
 649         }
 650         /*
 651          * If the block range spans two block maps, get the second map.
 652          */
 653         ebap = NULL;
 654         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
 655                 ssize = len;
 656         } else {
 657 #ifdef INVARIANTS
 658                 if (start_lvl > 0 &&
 659                     start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
 660                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
 661 #endif
 662                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
 663                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &ebp))
 664                         goto fail;
 665                 ebap = (ufs1_daddr_t *)ebp->b_data;
 666         }
 667         /*
 668          * Find the preferred location for the cluster. If we have not
 669          * previously failed at this endeavor, then follow our standard
 670          * preference calculation. If we have failed at it, then pick up
 671          * where we last ended our search.
 672          */
 673         UFS_LOCK(ump);
 674         if (ip->i_nextclustercg == -1)
 675                 pref = ffs_blkpref_ufs1(ip, start_lbn, soff, sbap);
 676         else
 677                 pref = cgdata(fs, ip->i_nextclustercg);
 678         /*
 679          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
 680          * To avoid wasting too much time, we limit the number of cylinder
 681          * groups that we will search.
 682          */
 683         cg = dtog(fs, pref);
 684         for (i = min(maxclustersearch, fs->fs_ncg); i > 0; i--) {
 685                 if ((newblk = ffs_clusteralloc(ip, cg, pref, len)) != 0)
 686                         break;
 687                 cg += 1;
 688                 if (cg >= fs->fs_ncg)
 689                         cg = 0;
 690         }
 691         /*
 692          * If we have failed in our search, record where we gave up for
 693          * next time. Otherwise, fall back to our usual search citerion.
 694          */
 695         if (newblk == 0) {
 696                 ip->i_nextclustercg = cg;
 697                 UFS_UNLOCK(ump);
 698                 goto fail;
 699         }
 700         ip->i_nextclustercg = -1;
 701         /*
 702          * We have found a new contiguous block.
 703          *
 704          * First we have to replace the old block pointers with the new
 705          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
 706          * with the file.
 707          */
 708 #ifdef DIAGNOSTIC
 709         if (prtrealloc)
 710                 printf("realloc: ino %ju, lbns %jd-%jd\n\told:",
 711                     (uintmax_t)ip->i_number,
 712                     (intmax_t)start_lbn, (intmax_t)end_lbn);
 713 #endif
 714         blkno = newblk;
 715         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
 716                 if (i == ssize) {
 717                         bap = ebap;
 718                         soff = -i;
 719                 }
 720 #ifdef INVARIANTS
 721                 if (!ffs_checkfreeblk(ip,
 722                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
 723                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
 724                 if (dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno) != *bap)
 725                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
 726 #endif
 727 #ifdef DIAGNOSTIC
 728                 if (prtrealloc)
 729                         printf(" %d,", *bap);
 730 #endif
 731                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
 732                         if (sbap == &ip->i_din1->di_db[0] && i < ssize)
 733                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
 734                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
 735                                     buflist->bs_children[i]);
 736                         else
 737                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
 738                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
 739                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
 740                 }
 741                 *bap++ = blkno;
 742         }
 743         /*
 744          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
 745          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
 746          * the old block values may have been written to disk. In practise
 747          * they are almost never written, but if we are concerned about
 748          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
 749          *
 750          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
 751          * that shows whether the associated buffers and inodes have
 752          * been written. The flag should be set when the cluster is
 753          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
 754          * We can then check below to see if it is set, and do the
 755          * synchronous write only when it has been cleared.
 756          */
 757         if (sbap != &ip->i_din1->di_db[0]) {
 758                 if (doasyncfree)
 759                         bdwrite(sbp);
 760                 else
 761                         bwrite(sbp);
 762         } else {
 763                 UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE | IN_UPDATE);
 764                 if (!doasyncfree)
 765                         ffs_update(vp, 1);
 766         }
 767         if (ssize < len) {
 768                 if (doasyncfree)
 769                         bdwrite(ebp);
 770                 else
 771                         bwrite(ebp);
 772         }
 773         /*
 774          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
 775          */
 776 #ifdef DIAGNOSTIC
 777         if (prtrealloc)
 778                 printf("\n\tnew:");
 779 #endif
 780         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
 781                 bp = buflist->bs_children[i];
 782                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
 783                         /*
 784                          * The usual case is that a set of N-contiguous blocks
 785                          * that was just allocated has been replaced with a
 786                          * set of N+1-contiguous blocks. If they are marked as
 787                          * B_DELWRI, the current contents have not been written
 788                          * to disk. It is possible that the blocks were written
 789                          * earlier, but very uncommon. If the blocks have never
 790                          * been written, there is no need to send a BIO_DELETE
 791                          * for them when they are freed. The gain from avoiding
 792                          * the TRIMs for the common case of unwritten blocks
 793                          * far exceeds the cost of the write amplification for
 794                          * the uncommon case of failing to send a TRIM for the
 795                          * blocks that had been written.
 796                          */
 797                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp,
 798                             dbtofsb(fs, bp->b_blkno),
 799                             fs->fs_bsize, ip->i_number, vp->v_type, NULL,
 800                             (bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 ?
 801                             NOTRIM_KEY : SINGLETON_KEY);
 802                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
 803 #ifdef INVARIANTS
 804                 if (!ffs_checkfreeblk(ip, dbtofsb(fs, bp->b_blkno),
 805                     fs->fs_bsize))
 806                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
 807 #endif
 808 #ifdef DIAGNOSTIC
 809                 if (prtrealloc)
 810                         printf(" %d,", blkno);
 811 #endif
 812         }
 813 #ifdef DIAGNOSTIC
 814         if (prtrealloc) {
 815                 prtrealloc--;
 816                 printf("\n");
 817         }
 818 #endif
 819         return (0);
 820
 821 fail:
 822         if (ssize < len)
 823                 brelse(ebp);
 824         if (sbap != &ip->i_din1->di_db[0])
 825                 brelse(sbp);
 826         return (ENOSPC);
 827 }
 828
 829 static int
 830 ffs_reallocblks_ufs2(
 831         struct vop_reallocblks_args /* {
 832                 struct vnode *a_vp;
 833                 struct cluster_save *a_buflist;
 834         } */ *ap)
 835 {
 836         struct fs *fs;
 837         struct inode *ip;
 838         struct vnode *vp;
 839         struct buf *sbp, *ebp, *bp;
 840         ufs2_daddr_t *bap, *sbap, *ebap;
 841         struct cluster_save *buflist;
 842         struct ufsmount *ump;
 843         ufs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
 844         ufs2_daddr_t soff, newblk, blkno, pref;
 845         struct indir start_ap[UFS_NIADDR + 1], end_ap[UFS_NIADDR + 1], *idp;
 846         int i, cg, len, start_lvl, end_lvl, ssize;
 847
 848         vp = ap->a_vp;
 849         ip = VTOI(vp);
 850         ump = ITOUMP(ip);
 851         fs = ump->um_fs;
 852         /*
 853          * If we are not tracking block clusters or if we have less than 4%
 854          * free blocks left, then do not attempt to cluster. Running with
 855          * less than 5% free block reserve is not recommended and those that
 856          * choose to do so do not expect to have good file layout.
 857          */
 858         if (fs->fs_contigsumsize <= 0 || freespace(fs, 4) < 0)
 859                 return (ENOSPC);
 860         buflist = ap->a_buflist;
 861         len = buflist->bs_nchildren;
 862         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
 863         end_lbn = start_lbn + len - 1;
 864 #ifdef INVARIANTS
 865         for (i = 0; i < len; i++)
 866                 if (!ffs_checkfreeblk(ip,
 867                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
 868                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
 869         for (i = 1; i < len; i++)
 870                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
 871                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
 872         blkno = buflist->bs_children[0]->b_blkno;
 873         ssize = fsbtodb(fs, fs->fs_frag);
 874         for (i = 1; i < len - 1; i++)
 875                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != blkno + (i * ssize))
 876                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
 877 #endif
 878         /*
 879          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
 880          * block, do not move anything in it. Indirect blocks are
 881          * usually initially laid out in a position between the data
 882          * blocks. Block reallocation would usually destroy locality by
 883          * moving the indirect block out of the way to make room for
 884          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
 885          * this for other indirect block boundaries, but it is only
 886          * important for the first one.
 887          */
 888         if (start_lbn < UFS_NDADDR && end_lbn >= UFS_NDADDR)
 889                 return (ENOSPC);
 890         /*
 891          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
 892          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
 893          * the previous cylinder group.
 894          */
 895         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
 896             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
 897                 return (ENOSPC);
 898         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
 899             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
 900                 return (ENOSPC);
 901         /*
 902          * Get the starting offset and block map for the first block.
 903          */
 904         if (start_lvl == 0) {
 905                 sbap = &ip->i_din2->di_db[0];
 906                 soff = start_lbn;
 907         } else {
 908                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
 909                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
 910                         brelse(sbp);
 911                         return (ENOSPC);
 912                 }
 913                 sbap = (ufs2_daddr_t *)sbp->b_data;
 914                 soff = idp->in_off;
 915         }
 916         /*
 917          * If the block range spans two block maps, get the second map.
 918          */
 919         ebap = NULL;
 920         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
 921                 ssize = len;
 922         } else {
 923 #ifdef INVARIANTS
 924                 if (start_lvl > 0 &&
 925                     start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
 926                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
 927 #endif
 928                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
 929                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &ebp))
 930                         goto fail;
 931                 ebap = (ufs2_daddr_t *)ebp->b_data;
 932         }
 933         /*
 934          * Find the preferred location for the cluster. If we have not
 935          * previously failed at this endeavor, then follow our standard
 936          * preference calculation. If we have failed at it, then pick up
 937          * where we last ended our search.
 938          */
 939         UFS_LOCK(ump);
 940         if (ip->i_nextclustercg == -1)
 941                 pref = ffs_blkpref_ufs2(ip, start_lbn, soff, sbap);
 942         else
 943                 pref = cgdata(fs, ip->i_nextclustercg);
 944         /*
 945          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
 946          * To avoid wasting too much time, we limit the number of cylinder
 947          * groups that we will search.
 948          */
 949         cg = dtog(fs, pref);
 950         for (i = min(maxclustersearch, fs->fs_ncg); i > 0; i--) {
 951                 if ((newblk = ffs_clusteralloc(ip, cg, pref, len)) != 0)
 952                         break;
 953                 cg += 1;
 954                 if (cg >= fs->fs_ncg)
 955                         cg = 0;
 956         }
 957         /*
 958          * If we have failed in our search, record where we gave up for
 959          * next time. Otherwise, fall back to our usual search citerion.
 960          */
 961         if (newblk == 0) {
 962                 ip->i_nextclustercg = cg;
 963                 UFS_UNLOCK(ump);
 964                 goto fail;
 965         }
 966         ip->i_nextclustercg = -1;
 967         /*
 968          * We have found a new contiguous block.
 969          *
 970          * First we have to replace the old block pointers with the new
 971          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
 972          * with the file.
 973          */
 974 #ifdef DIAGNOSTIC
 975         if (prtrealloc)
 976                 printf("realloc: ino %ju, lbns %jd-%jd\n\told:", (uintmax_t)ip->i_number,
 977                     (intmax_t)start_lbn, (intmax_t)end_lbn);
 978 #endif
 979         blkno = newblk;
 980         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
 981                 if (i == ssize) {
 982                         bap = ebap;
 983                         soff = -i;
 984                 }
 985 #ifdef INVARIANTS
 986                 if (!ffs_checkfreeblk(ip,
 987                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
 988                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
 989                 if (dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno) != *bap)
 990                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
 991 #endif
 992 #ifdef DIAGNOSTIC
 993                 if (prtrealloc)
 994                         printf(" %jd,", (intmax_t)*bap);
 995 #endif
 996                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
 997                         if (sbap == &ip->i_din2->di_db[0] && i < ssize)
 998                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
 999                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
1000                                     buflist->bs_children[i]);
1001                         else
1002                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
1003                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
1004                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
1005                 }
1006                 *bap++ = blkno;
1007         }
1008         /*
1009          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
1010          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
1011          * the old block values may have been written to disk. In practise
1012          * they are almost never written, but if we are concerned about
1013          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
1014          *
1015          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
1016          * that shows whether the associated buffers and inodes have
1017          * been written. The flag should be set when the cluster is
1018          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
1019          * We can then check below to see if it is set, and do the
1020          * synchronous write only when it has been cleared.
1021          */
1022         if (sbap != &ip->i_din2->di_db[0]) {
1023                 if (doasyncfree)
1024                         bdwrite(sbp);
1025                 else
1026                         bwrite(sbp);
1027         } else {
1028                 UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE | IN_UPDATE);
1029                 if (!doasyncfree)
1030                         ffs_update(vp, 1);
1031         }
1032         if (ssize < len) {
1033                 if (doasyncfree)
1034                         bdwrite(ebp);
1035                 else
1036                         bwrite(ebp);
1037         }
1038         /*
1039          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
1040          */
1041 #ifdef DIAGNOSTIC
1042         if (prtrealloc)
1043                 printf("\n\tnew:");
1044 #endif
1045         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
1046                 bp = buflist->bs_children[i];
1047                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
1048                         /*
1049                          * The usual case is that a set of N-contiguous blocks
1050                          * that was just allocated has been replaced with a
1051                          * set of N+1-contiguous blocks. If they are marked as
1052                          * B_DELWRI, the current contents have not been written
1053                          * to disk. It is possible that the blocks were written
1054                          * earlier, but very uncommon. If the blocks have never
1055                          * been written, there is no need to send a BIO_DELETE
1056                          * for them when they are freed. The gain from avoiding
1057                          * the TRIMs for the common case of unwritten blocks
1058                          * far exceeds the cost of the write amplification for
1059                          * the uncommon case of failing to send a TRIM for the
1060                          * blocks that had been written.
1061                          */
1062                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp,
1063                             dbtofsb(fs, bp->b_blkno),
1064                             fs->fs_bsize, ip->i_number, vp->v_type, NULL,
1065                             (bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 ?
1066                             NOTRIM_KEY : SINGLETON_KEY);
1067                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
1068 #ifdef INVARIANTS
1069                 if (!ffs_checkfreeblk(ip, dbtofsb(fs, bp->b_blkno),
1070                     fs->fs_bsize))
1071                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
1072 #endif
1073 #ifdef DIAGNOSTIC
1074                 if (prtrealloc)
1075                         printf(" %jd,", (intmax_t)blkno);
1076 #endif
1077         }
1078 #ifdef DIAGNOSTIC
1079         if (prtrealloc) {
1080                 prtrealloc--;
1081                 printf("\n");
1082         }
1083 #endif
1084         return (0);
1085
1086 fail:
1087         if (ssize < len)
1088                 brelse(ebp);
1089         if (sbap != &ip->i_din2->di_db[0])
1090                 brelse(sbp);
1091         return (ENOSPC);
1092 }
1093
1094 /*
1095  * Allocate an inode in the filesystem.
1096  *
1097  * If allocating a directory, use ffs_dirpref to select the inode.
1098  * If allocating in a directory, the following hierarchy is followed:
1099  *   1) allocate the preferred inode.
1100  *   2) allocate an inode in the same cylinder group.
1101  *   3) quadratically rehash into other cylinder groups, until an
1102  *      available inode is located.
1103  * If no inode preference is given the following hierarchy is used
1104  * to allocate an inode:
1105  *   1) allocate an inode in cylinder group 0.
1106  *   2) quadratically rehash into other cylinder groups, until an
1107  *      available inode is located.
1108  */
1109 int
1110 ffs_valloc(struct vnode *pvp,
1111         int mode,
1112         struct ucred *cred,
1113         struct vnode **vpp)
1114 {
1115         struct inode *pip;
1116         struct fs *fs;
1117         struct inode *ip;
1118         struct timespec ts;
1119         struct ufsmount *ump;
1120         ino_t ino, ipref;
1121         uint64_t cg;
1122         int error, reclaimed;
1123
1124         *vpp = NULL;
1125         pip = VTOI(pvp);
1126         ump = ITOUMP(pip);
1127         fs = ump->um_fs;
1128
1129         UFS_LOCK(ump);
1130         reclaimed = 0;
1131 retry:
1132         if (fs->fs_cstotal.cs_nifree == 0)
1133                 goto noinodes;
1134
1135         if ((mode & IFMT) == IFDIR)
1136                 ipref = ffs_dirpref(pip);
1137         else
1138                 ipref = pip->i_number;
1139         if (ipref >= fs->fs_ncg * fs->fs_ipg)
1140                 ipref = 0;
1141         cg = ino_to_cg(fs, ipref);
1142         /*
1143          * Track number of dirs created one after another
1144          * in a same cg without intervening by files.
1145          */
1146         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1147                 if (fs->fs_contigdirs[cg] < 255)
1148                         fs->fs_contigdirs[cg]++;
1149         } else {
1150                 if (fs->fs_contigdirs[cg] > 0)
1151                         fs->fs_contigdirs[cg]--;
1152         }
1153         ino = (ino_t)ffs_hashalloc(pip, cg, ipref, mode, 0,
1154                                         (allocfcn_t *)ffs_nodealloccg);
1155         if (ino == 0)
1156                 goto noinodes;
1157         /*
1158          * Get rid of the cached old vnode, force allocation of a new vnode
1159          * for this inode. If this fails, release the allocated ino and
1160          * return the error.
1161          */
1162         if ((error = ffs_vgetf(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp,
1163             FFSV_FORCEINSMQ | FFSV_REPLACE | FFSV_NEWINODE)) != 0) {
1164                 ffs_vfree(pvp, ino, mode);
1165                 return (error);
1166         }
1167         /*
1168          * We got an inode, so check mode and panic if it is already allocated.
1169          */
1170         ip = VTOI(*vpp);
1171         if (ip->i_mode) {
1172                 printf("mode = 0%o, inum = %ju, fs = %s\n",
1173                     ip->i_mode, (uintmax_t)ip->i_number, fs->fs_fsmnt);
1174                 panic("ffs_valloc: dup alloc");
1175         }
1176         if (DIP(ip, i_blocks) && (fs->fs_flags & FS_UNCLEAN) == 0) {  /* XXX */
1177                 printf("free inode %s/%ju had %ld blocks\n",
1178                     fs->fs_fsmnt, (intmax_t)ino, (long)DIP(ip, i_blocks));
1179                 DIP_SET(ip, i_blocks, 0);
1180         }
1181         ip->i_flags = 0;
1182         DIP_SET(ip, i_flags, 0);
1183         if ((mode & IFMT) == IFDIR)
1184                 DIP_SET(ip, i_dirdepth, DIP(pip, i_dirdepth) + 1);
1185         /*
1186          * Set up a new generation number for this inode.
1187          */
1188         while (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
1189                 ip->i_gen = arc4random();
1190         DIP_SET(ip, i_gen, ip->i_gen);
1191         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC) {
1192                 vfs_timestamp(&ts);
1193                 ip->i_din2->di_birthtime = ts.tv_sec;
1194                 ip->i_din2->di_birthnsec = ts.tv_nsec;
1195         }
1196         ip->i_flag = 0;
1197         (*vpp)->v_vflag = 0;
1198         (*vpp)->v_type = VNON;
1199         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC) {
1200                 (*vpp)->v_op = &ffs_vnodeops2;
1201                 UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_UFS2);
1202         } else {
1203                 (*vpp)->v_op = &ffs_vnodeops1;
1204         }
1205         return (0);
1206 noinodes:
1207         if (reclaimed == 0) {
1208                 reclaimed = 1;
1209                 softdep_request_cleanup(fs, pvp, cred, FLUSH_INODES_WAIT);
1210                 goto retry;
1211         }
1212         if (ffs_fsfail_cleanup_locked(ump, 0)) {
1213                 UFS_UNLOCK(ump);
1214                 return (ENXIO);
1215         }
1216         if (ppsratecheck(&ump->um_last_fullmsg, &ump->um_secs_fullmsg, 1)) {
1217                 UFS_UNLOCK(ump);
1218                 ffs_fserr(fs, pip->i_number, "out of inodes");
1219                 uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n",
1220                     fs->fs_fsmnt);
1221         } else {
1222                 UFS_UNLOCK(ump);
1223         }
1224         return (ENOSPC);
1225 }
1226
1227 /*
1228  * Find a cylinder group to place a directory.
1229  *
1230  * The policy implemented by this algorithm is to allocate a
1231  * directory inode in the same cylinder group as its parent
1232  * directory, but also to reserve space for its files inodes
1233  * and data. Restrict the number of directories which may be
1234  * allocated one after another in the same cylinder group
1235  * without intervening allocation of files.
1236  *
1237  * If we allocate a first level directory then force allocation
1238  * in another cylinder group.
1239  */
1240 static ino_t
1241 ffs_dirpref(struct inode *pip)
1242 {
1243         struct fs *fs;
1244         int cg, prefcg, curcg, dirsize, cgsize;
1245         int depth, range, start, end, numdirs, power, numerator, denominator;
1246         uint64_t avgifree, avgbfree, avgndir, curdirsize;
1247         uint64_t minifree, minbfree, maxndir;
1248         uint64_t maxcontigdirs;
1249
1250         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(pip)), MA_OWNED);
1251         fs = ITOFS(pip);
1252
1253         avgifree = fs->fs_cstotal.cs_nifree / fs->fs_ncg;
1254         avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1255         avgndir = fs->fs_cstotal.cs_ndir / fs->fs_ncg;
1256
1257         /*
1258          * Select a preferred cylinder group to place a new directory.
1259          * If we are near the root of the filesystem we aim to spread
1260          * them out as much as possible. As we descend deeper from the
1261          * root we cluster them closer together around their parent as
1262          * we expect them to be more closely interactive. Higher-level
1263          * directories like usr/src/sys and usr/src/bin should be
1264          * separated while the directories in these areas are more
1265          * likely to be accessed together so should be closer.
1266          *
1267          * We pick a range of cylinder groups around the cylinder group
1268          * of the directory in which we are being created. The size of
1269          * the range for our search is based on our depth from the root
1270          * of our filesystem. We then probe that range based on how many
1271          * directories are already present. The first new directory is at
1272          * 1/2 (middle) of the range; the second is in the first 1/4 of the
1273          * range, then at 3/4, 1/8, 3/8, 5/8, 7/8, 1/16, 3/16, 5/16, etc.
1274          */
1275         depth = DIP(pip, i_dirdepth);
1276         range = fs->fs_ncg / (1 << depth);
1277         curcg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
1278         start = curcg - (range / 2);
1279         if (start < 0)
1280                 start += fs->fs_ncg;
1281         end = curcg + (range / 2);
1282         if (end >= fs->fs_ncg)
1283                 end -= fs->fs_ncg;
1284         numdirs = pip->i_effnlink - 1;
1285         power = fls(numdirs);
1286         numerator = (numdirs & ~(1 << (power - 1))) * 2 + 1;
1287         denominator = 1 << power;
1288         prefcg = (curcg - (range / 2) + (range * numerator / denominator));
1289         if (prefcg < 0)
1290                 prefcg += fs->fs_ncg;
1291         if (prefcg >= fs->fs_ncg)
1292                 prefcg -= fs->fs_ncg;
1293         /*
1294          * If this filesystem is not tracking directory depths,
1295          * revert to the old algorithm.
1296          */
1297         if (depth == 0 && pip->i_number != UFS_ROOTINO)
1298                 prefcg = curcg;
1299
1300         /*
1301          * Count various limits which used for
1302          * optimal allocation of a directory inode.
1303          */
1304         maxndir = min(avgndir + (1 << depth), fs->fs_ipg);
1305         minifree = avgifree - avgifree / 4;
1306         if (minifree < 1)
1307                 minifree = 1;
1308         minbfree = avgbfree - avgbfree / 4;
1309         if (minbfree < 1)
1310                 minbfree = 1;
1311         cgsize = fs->fs_fsize * fs->fs_fpg;
1312         dirsize = fs->fs_avgfilesize * fs->fs_avgfpdir;
1313         curdirsize = avgndir ? (cgsize - avgbfree * fs->fs_bsize) / avgndir : 0;
1314         if (dirsize < curdirsize)
1315                 dirsize = curdirsize;
1316         if (dirsize <= 0)
1317                 maxcontigdirs = 0;              /* dirsize overflowed */
1318         else
1319                 maxcontigdirs = min((avgbfree * fs->fs_bsize) / dirsize, 255);
1320         if (fs->fs_avgfpdir > 0)
1321                 maxcontigdirs = min(maxcontigdirs,
1322                                     fs->fs_ipg / fs->fs_avgfpdir);
1323         if (maxcontigdirs == 0)
1324                 maxcontigdirs = 1;
1325
1326         /*
1327          * Limit number of dirs in one cg and reserve space for
1328          * regular files, but only if we have no deficit in
1329          * inodes or space.
1330          *
1331          * We are trying to find a suitable cylinder group nearby
1332          * our preferred cylinder group to place a new directory.
1333          * We scan from our preferred cylinder group forward looking
1334          * for a cylinder group that meets our criterion. If we get
1335          * to the final cylinder group and do not find anything,
1336          * we start scanning forwards from the beginning of the
1337          * filesystem. While it might seem sensible to start scanning
1338          * backwards or even to alternate looking forward and backward,
1339          * this approach fails badly when the filesystem is nearly full.
1340          * Specifically, we first search all the areas that have no space
1341          * and finally try the one preceding that. We repeat this on
1342          * every request and in the case of the final block end up
1343          * searching the entire filesystem. By jumping to the front
1344          * of the filesystem, our future forward searches always look
1345          * in new cylinder groups so finds every possible block after
1346          * one pass over the filesystem.
1347          */
1348         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1349                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
1350                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
1351                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
1352                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
1353                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1354                 }
1355         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1356                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
1357                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
1358                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
1359                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
1360                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1361                 }
1362         /*
1363          * This is a backstop when we have deficit in space.
1364          */
1365         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1366                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
1367                         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1368         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1369                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
1370                         break;
1371         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1372 }
1373
1374 /*
1375  * Select the desired position for the next block in a file.  The file is
1376  * logically divided into sections. The first section is composed of the
1377  * direct blocks and the next fs_maxbpg blocks. Each additional section
1378  * contains fs_maxbpg blocks.
1379  *
1380  * If no blocks have been allocated in the first section, the policy is to
1381  * request a block in the same cylinder group as the inode that describes
1382  * the file. The first indirect is allocated immediately following the last
1383  * direct block and the data blocks for the first indirect immediately
1384  * follow it.
1385  *
1386  * If no blocks have been allocated in any other section, the indirect
1387  * block(s) are allocated in the same cylinder group as its inode in an
1388  * area reserved immediately following the inode blocks. The policy for
1389  * the data blocks is to place them in a cylinder group with a greater than
1390  * average number of free blocks. An appropriate cylinder group is found
1391  * by using a rotor that sweeps the cylinder groups. When a new group of
1392  * blocks is needed, the sweep begins in the cylinder group following the
1393  * cylinder group from which the previous allocation was made. The sweep
1394  * continues until a cylinder group with greater than the average number
1395  * of free blocks is found. If the allocation is for the first block in an
1396  * indirect block or the previous block is a hole, then the information on
1397  * the previous allocation is unavailable; here a best guess is made based
1398  * on the logical block number being allocated.
1399  *
1400  * If a section is already partially allocated, the policy is to
1401  * allocate blocks contiguously within the section if possible.
1402  */
1403 ufs2_daddr_t
1404 ffs_blkpref_ufs1(struct inode *ip,
1405         ufs_lbn_t lbn,
1406         int indx,
1407         ufs1_daddr_t *bap)
1408 {
1409         struct fs *fs;
1410         uint64_t cg, inocg;
1411         uint64_t avgbfree, startcg;
1412         ufs2_daddr_t pref, prevbn;
1413
1414         KASSERT(indx <= 0 || bap != NULL, ("need non-NULL bap"));
1415         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(ip)), MA_OWNED);
1416         fs = ITOFS(ip);
1417         /*
1418          * Allocation of indirect blocks is indicated by passing negative
1419          * values in indx: -1 for single indirect, -2 for double indirect,
1420          * -3 for triple indirect. As noted below, we attempt to allocate
1421          * the first indirect inline with the file data. For all later
1422          * indirect blocks, the data is often allocated in other cylinder
1423          * groups. However to speed random file access and to speed up
1424          * fsck, the filesystem reserves the first fs_metaspace blocks
1425          * (typically half of fs_minfree) of the data area of each cylinder
1426          * group to hold these later indirect blocks.
1427          */
1428         inocg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
1429         if (indx < 0) {
1430                 /*
1431                  * Our preference for indirect blocks is the zone at the
1432                  * beginning of the inode's cylinder group data area that
1433                  * we try to reserve for indirect blocks.
1434                  */
1435                 pref = cgmeta(fs, inocg);
1436                 /*
1437                  * If we are allocating the first indirect block, try to
1438                  * place it immediately following the last direct block.
1439                  */
1440                 if (indx == -1 && lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs) &&
1441                     ip->i_din1->di_db[UFS_NDADDR - 1] != 0)
1442                         pref = ip->i_din1->di_db[UFS_NDADDR - 1] + fs->fs_frag;
1443                 return (pref);
1444         }
1445         /*
1446          * If we are allocating the first data block in the first indirect
1447          * block and the indirect has been allocated in the data block area,
1448          * try to place it immediately following the indirect block.
1449          */
1450         if (lbn == UFS_NDADDR) {
1451                 pref = ip->i_din1->di_ib[0];
1452                 if (pref != 0 && pref >= cgdata(fs, inocg) &&
1453                     pref < cgbase(fs, inocg + 1))
1454                         return (pref + fs->fs_frag);
1455         }
1456         /*
1457          * If we are at the beginning of a file, or we have already allocated
1458          * the maximum number of blocks per cylinder group, or we do not
1459          * have a block allocated immediately preceding us, then we need
1460          * to decide where to start allocating new blocks.
1461          */
1462         if (indx ==  0) {
1463                 prevbn = 0;
1464         } else {
1465                 prevbn = bap[indx - 1];
1466                 if (UFS_CHECK_BLKNO(ITOVFS(ip), ip->i_number, prevbn,
1467                     fs->fs_bsize) != 0)
1468                         prevbn = 0;
1469         }
1470         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || prevbn == 0) {
1471                 /*
1472                  * If we are allocating a directory data block, we want
1473                  * to place it in the metadata area.
1474                  */
1475                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR)
1476                         return (cgmeta(fs, inocg));
1477                 /*
1478                  * Until we fill all the direct and all the first indirect's
1479                  * blocks, we try to allocate in the data area of the inode's
1480                  * cylinder group.
1481                  */
1482                 if (lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs))
1483                         return (cgdata(fs, inocg));
1484                 /*
1485                  * Find a cylinder with greater than average number of
1486                  * unused data blocks.
1487                  */
1488                 if (indx == 0 || prevbn == 0)
1489                         startcg = inocg + lbn / fs->fs_maxbpg;
1490                 else
1491                         startcg = dtog(fs, prevbn) + 1;
1492                 startcg %= fs->fs_ncg;
1493                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1494                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1495                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1496                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1497                                 return (cgdata(fs, cg));
1498                         }
1499                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
1500                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1501                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1502                                 return (cgdata(fs, cg));
1503                         }
1504                 return (0);
1505         }
1506         /*
1507          * Otherwise, we just always try to lay things out contiguously.
1508          */
1509         return (prevbn + fs->fs_frag);
1510 }
1511
1512 /*
1513  * Same as above, but for UFS2
1514  */
1515 ufs2_daddr_t
1516 ffs_blkpref_ufs2(struct inode *ip,
1517         ufs_lbn_t lbn,
1518         int indx,
1519         ufs2_daddr_t *bap)
1520 {
1521         struct fs *fs;
1522         uint64_t cg, inocg;
1523         uint64_t avgbfree, startcg;
1524         ufs2_daddr_t pref, prevbn;
1525
1526         KASSERT(indx <= 0 || bap != NULL, ("need non-NULL bap"));
1527         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(ip)), MA_OWNED);
1528         fs = ITOFS(ip);
1529         /*
1530          * Allocation of indirect blocks is indicated by passing negative
1531          * values in indx: -1 for single indirect, -2 for double indirect,
1532          * -3 for triple indirect. As noted below, we attempt to allocate
1533          * the first indirect inline with the file data. For all later
1534          * indirect blocks, the data is often allocated in other cylinder
1535          * groups. However to speed random file access and to speed up
1536          * fsck, the filesystem reserves the first fs_metaspace blocks
1537          * (typically half of fs_minfree) of the data area of each cylinder
1538          * group to hold these later indirect blocks.
1539          */
1540         inocg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
1541         if (indx < 0) {
1542                 /*
1543                  * Our preference for indirect blocks is the zone at the
1544                  * beginning of the inode's cylinder group data area that
1545                  * we try to reserve for indirect blocks.
1546                  */
1547                 pref = cgmeta(fs, inocg);
1548                 /*
1549                  * If we are allocating the first indirect block, try to
1550                  * place it immediately following the last direct block.
1551                  */
1552                 if (indx == -1 && lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs) &&
1553                     ip->i_din2->di_db[UFS_NDADDR - 1] != 0)
1554                         pref = ip->i_din2->di_db[UFS_NDADDR - 1] + fs->fs_frag;
1555                 return (pref);
1556         }
1557         /*
1558          * If we are allocating the first data block in the first indirect
1559          * block and the indirect has been allocated in the data block area,
1560          * try to place it immediately following the indirect block.
1561          */
1562         if (lbn == UFS_NDADDR) {
1563                 pref = ip->i_din2->di_ib[0];
1564                 if (pref != 0 && pref >= cgdata(fs, inocg) &&
1565                     pref < cgbase(fs, inocg + 1))
1566                         return (pref + fs->fs_frag);
1567         }
1568         /*
1569          * If we are at the beginning of a file, or we have already allocated
1570          * the maximum number of blocks per cylinder group, or we do not
1571          * have a block allocated immediately preceding us, then we need
1572          * to decide where to start allocating new blocks.
1573          */
1574         if (indx ==  0) {
1575                 prevbn = 0;
1576         } else {
1577                 prevbn = bap[indx - 1];
1578                 if (UFS_CHECK_BLKNO(ITOVFS(ip), ip->i_number, prevbn,
1579                     fs->fs_bsize) != 0)
1580                         prevbn = 0;
1581         }
1582         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || prevbn == 0) {
1583                 /*
1584                  * If we are allocating a directory data block, we want
1585                  * to place it in the metadata area.
1586                  */
1587                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR)
1588                         return (cgmeta(fs, inocg));
1589                 /*
1590                  * Until we fill all the direct and all the first indirect's
1591                  * blocks, we try to allocate in the data area of the inode's
1592                  * cylinder group.
1593                  */
1594                 if (lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs))
1595                         return (cgdata(fs, inocg));
1596                 /*
1597                  * Find a cylinder with greater than average number of
1598                  * unused data blocks.
1599                  */
1600                 if (indx == 0 || prevbn == 0)
1601                         startcg = inocg + lbn / fs->fs_maxbpg;
1602                 else
1603                         startcg = dtog(fs, prevbn) + 1;
1604                 startcg %= fs->fs_ncg;
1605                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1606                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1607                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1608                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1609                                 return (cgdata(fs, cg));
1610                         }
1611                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
1612                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1613                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1614                                 return (cgdata(fs, cg));
1615                         }
1616                 return (0);
1617         }
1618         /*
1619          * Otherwise, we just always try to lay things out contiguously.
1620          */
1621         return (prevbn + fs->fs_frag);
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Implement the cylinder overflow algorithm.
1626  *
1627  * The policy implemented by this algorithm is:
1628  *   1) allocate the block in its requested cylinder group.
1629  *   2) quadratically rehash on the cylinder group number.
1630  *   3) brute force search for a free block.
1631  *
1632  * Must be called with the UFS lock held.  Will release the lock on success
1633  * and return with it held on failure.
1634  */
1635 /*VARARGS5*/
1636 static ufs2_daddr_t
1637 ffs_hashalloc(struct inode *ip,
1638         uint64_t cg,
1639         ufs2_daddr_t pref,
1640         int size,       /* Search size for data blocks, mode for inodes */
1641         int rsize,      /* Real allocated size. */
1642         allocfcn_t *allocator)
1643 {
1644         struct fs *fs;
1645         ufs2_daddr_t result;
1646         uint64_t i, icg = cg;
1647
1648         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(ip)), MA_OWNED);
1649 #ifdef INVARIANTS
1650         if (ITOV(ip)->v_mount->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPENDED)
1651                 panic("ffs_hashalloc: allocation on suspended filesystem");
1652 #endif
1653         fs = ITOFS(ip);
1654         /*
1655          * 1: preferred cylinder group
1656          */
1657         result = (*allocator)(ip, cg, pref, size, rsize);
1658         if (result)
1659                 return (result);
1660         /*
1661          * 2: quadratic rehash
1662          */
1663         for (i = 1; i < fs->fs_ncg; i *= 2) {
1664                 cg += i;
1665                 if (cg >= fs->fs_ncg)
1666                         cg -= fs->fs_ncg;
1667                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size, rsize);
1668                 if (result)
1669                         return (result);
1670         }
1671         /*
1672          * 3: brute force search
1673          * Note that we start at i == 2, since 0 was checked initially,
1674          * and 1 is always checked in the quadratic rehash.
1675          */
1676         cg = (icg + 2) % fs->fs_ncg;
1677         for (i = 2; i < fs->fs_ncg; i++) {
1678                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size, rsize);
1679                 if (result)
1680                         return (result);
1681                 cg++;
1682                 if (cg == fs->fs_ncg)
1683                         cg = 0;
1684         }
1685         return (0);
1686 }
1687
1688 /*
1689  * Determine whether a fragment can be extended.
1690  *
1691  * Check to see if the necessary fragments are available, and
1692  * if they are, allocate them.
1693  */
1694 static ufs2_daddr_t
1695 ffs_fragextend(struct inode *ip,
1696         uint64_t cg,
1697         ufs2_daddr_t bprev,
1698         int osize,
1699         int nsize)
1700 {
1701         struct fs *fs;
1702         struct cg *cgp;
1703         struct buf *bp;
1704         struct ufsmount *ump;
1705         int nffree;
1706         long bno;
1707         int frags, bbase;
1708         int i, error;
1709         uint8_t *blksfree;
1710
1711         ump = ITOUMP(ip);
1712         fs = ump->um_fs;
1713         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree < numfrags(fs, nsize - osize))
1714                 return (0);
1715         frags = numfrags(fs, nsize);
1716         bbase = fragnum(fs, bprev);
1717         if (bbase > fragnum(fs, (bprev + frags - 1))) {
1718                 /* cannot extend across a block boundary */
1719                 return (0);
1720         }
1721         UFS_UNLOCK(ump);
1722         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, 0, &bp, &cgp)) != 0) {
1723                 ffs_checkcgintegrity(fs, cg, error);
1724                 goto fail;
1725         }
1726         bno = dtogd(fs, bprev);
1727         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1728         for (i = numfrags(fs, osize); i < frags; i++)
1729                 if (isclr(blksfree, bno + i))
1730                         goto fail;
1731         /*
1732          * the current fragment can be extended
1733          * deduct the count on fragment being extended into
1734          * increase the count on the remaining fragment (if any)
1735          * allocate the extended piece
1736          */
1737         for (i = frags; i < fs->fs_frag - bbase; i++)
1738                 if (isclr(blksfree, bno + i))
1739                         break;
1740         cgp->cg_frsum[i - numfrags(fs, osize)]--;
1741         if (i != frags)
1742                 cgp->cg_frsum[i - frags]++;
1743         for (i = numfrags(fs, osize), nffree = 0; i < frags; i++) {
1744                 clrbit(blksfree, bno + i);
1745                 cgp->cg_cs.cs_nffree--;
1746                 nffree++;
1747         }
1748         UFS_LOCK(ump);
1749         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= nffree;
1750         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= nffree;
1751         fs->fs_fmod = 1;
1752         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1753         UFS_UNLOCK(ump);
1754         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1755                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), bprev,
1756                     frags, numfrags(fs, osize));
1757         bdwrite(bp);
1758         return (bprev);
1759
1760 fail:
1761         brelse(bp);
1762         UFS_LOCK(ump);
1763         return (0);
1764
1765 }
1766
1767 /*
1768  * Determine whether a block can be allocated.
1769  *
1770  * Check to see if a block of the appropriate size is available,
1771  * and if it is, allocate it.
1772  */
1773 static ufs2_daddr_t
1774 ffs_alloccg(struct inode *ip,
1775         uint64_t cg,
1776         ufs2_daddr_t bpref,
1777         int size,
1778         int rsize)
1779 {
1780         struct fs *fs;
1781         struct cg *cgp;
1782         struct buf *bp;
1783         struct ufsmount *ump;
1784         ufs1_daddr_t bno;
1785         ufs2_daddr_t blkno;
1786         int i, allocsiz, error, frags;
1787         uint8_t *blksfree;
1788
1789         ump = ITOUMP(ip);
1790         fs = ump->um_fs;
1791         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize)
1792                 return (0);
1793         UFS_UNLOCK(ump);
1794         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, 0, &bp, &cgp)) != 0 ||
1795            (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize)) {
1796                 ffs_checkcgintegrity(fs, cg, error);
1797                 goto fail;
1798         }
1799         if (size == fs->fs_bsize) {
1800                 UFS_LOCK(ump);
1801                 blkno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, rsize);
1802                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
1803                 UFS_UNLOCK(ump);
1804                 bdwrite(bp);
1805                 return (blkno);
1806         }
1807         /*
1808          * check to see if any fragments are already available
1809          * allocsiz is the size which will be allocated, hacking
1810          * it down to a smaller size if necessary
1811          */
1812         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1813         frags = numfrags(fs, size);
1814         for (allocsiz = frags; allocsiz < fs->fs_frag; allocsiz++)
1815                 if (cgp->cg_frsum[allocsiz] != 0)
1816                         break;
1817         if (allocsiz == fs->fs_frag) {
1818                 /*
1819                  * no fragments were available, so a block will be
1820                  * allocated, and hacked up
1821                  */
1822                 if (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0)
1823                         goto fail;
1824                 UFS_LOCK(ump);
1825                 blkno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, rsize);
1826                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
1827                 UFS_UNLOCK(ump);
1828                 bdwrite(bp);
1829                 return (blkno);
1830         }
1831         KASSERT(size == rsize,
1832             ("ffs_alloccg: size(%d) != rsize(%d)", size, rsize));
1833         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz);
1834         if (bno < 0)
1835                 goto fail;
1836         for (i = 0; i < frags; i++)
1837                 clrbit(blksfree, bno + i);
1838         cgp->cg_cs.cs_nffree -= frags;
1839         cgp->cg_frsum[allocsiz]--;
1840         if (frags != allocsiz)
1841                 cgp->cg_frsum[allocsiz - frags]++;
1842         UFS_LOCK(ump);
1843         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= frags;
1844         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= frags;
1845         fs->fs_fmod = 1;
1846         blkno = cgbase(fs, cg) + bno;
1847         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1848         UFS_UNLOCK(ump);
1849         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1850                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), blkno, frags, 0);
1851         bdwrite(bp);
1852         return (blkno);
1853
1854 fail:
1855         brelse(bp);
1856         UFS_LOCK(ump);
1857         return (0);
1858 }
1859
1860 /*
1861  * Allocate a block in a cylinder group.
1862  *
1863  * This algorithm implements the following policy:
1864  *   1) allocate the requested block.
1865  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
1866  *   3) allocate the next available block on the block rotor for the
1867  *      specified cylinder group.
1868  * Note that this routine only allocates fs_bsize blocks; these
1869  * blocks may be fragmented by the routine that allocates them.
1870  */
1871 static ufs2_daddr_t
1872 ffs_alloccgblk(struct inode *ip,
1873         struct buf *bp,
1874         ufs2_daddr_t bpref,
1875         int size)
1876 {
1877         struct fs *fs;
1878         struct cg *cgp;
1879         struct ufsmount *ump;
1880         ufs1_daddr_t bno;
1881         ufs2_daddr_t blkno;
1882         uint8_t *blksfree;
1883         int i, cgbpref;
1884
1885         ump = ITOUMP(ip);
1886         fs = ump->um_fs;
1887         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
1888         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1889         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1890         if (bpref == 0) {
1891                 bpref = cgbase(fs, cgp->cg_cgx) + cgp->cg_rotor + fs->fs_frag;
1892         } else if ((cgbpref = dtog(fs, bpref)) != cgp->cg_cgx) {
1893                 /* map bpref to correct zone in this cg */
1894                 if (bpref < cgdata(fs, cgbpref))
1895                         bpref = cgmeta(fs, cgp->cg_cgx);
1896                 else
1897                         bpref = cgdata(fs, cgp->cg_cgx);
1898         }
1899         /*
1900          * if the requested block is available, use it
1901          */
1902         bno = dtogd(fs, blknum(fs, bpref));
1903         if (ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, bno)))
1904                 goto gotit;
1905         /*
1906          * Take the next available block in this cylinder group.
1907          */
1908         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, (int)fs->fs_frag);
1909         if (bno < 0)
1910                 return (0);
1911         /* Update cg_rotor only if allocated from the data zone */
1912         if (bno >= dtogd(fs, cgdata(fs, cgp->cg_cgx)))
1913                 cgp->cg_rotor = bno;
1914 gotit:
1915         blkno = fragstoblks(fs, bno);
1916         ffs_clrblock(fs, blksfree, (long)blkno);
1917         ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, -1);
1918         cgp->cg_cs.cs_nbfree--;
1919         fs->fs_cstotal.cs_nbfree--;
1920         fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nbfree--;
1921         fs->fs_fmod = 1;
1922         blkno = cgbase(fs, cgp->cg_cgx) + bno;
1923         /*
1924          * If the caller didn't want the whole block free the frags here.
1925          */
1926         size = numfrags(fs, size);
1927         if (size != fs->fs_frag) {
1928                 bno = dtogd(fs, blkno);
1929                 for (i = size; i < fs->fs_frag; i++)
1930                         setbit(blksfree, bno + i);
1931                 i = fs->fs_frag - size;
1932                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
1933                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
1934                 fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nffree += i;
1935                 fs->fs_fmod = 1;
1936                 cgp->cg_frsum[i]++;
1937         }
1938         /* XXX Fixme. */
1939         UFS_UNLOCK(ump);
1940         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1941                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), blkno, size, 0);
1942         UFS_LOCK(ump);
1943         return (blkno);
1944 }
1945
1946 /*
1947  * Determine whether a cluster can be allocated.
1948  *
1949  * We do not currently check for optimal rotational layout if there
1950  * are multiple choices in the same cylinder group. Instead we just
1951  * take the first one that we find following bpref.
1952  */
1953 static ufs2_daddr_t
1954 ffs_clusteralloc(struct inode *ip,
1955         uint64_t cg,
1956         ufs2_daddr_t bpref,
1957         int len)
1958 {
1959         struct fs *fs;
1960         struct cg *cgp;
1961         struct buf *bp;
1962         struct ufsmount *ump;
1963         int i, run, bit, map, got, error;
1964         ufs2_daddr_t bno;
1965         uint8_t *mapp;
1966         int32_t *lp;
1967         uint8_t *blksfree;
1968
1969         ump = ITOUMP(ip);
1970         fs = ump->um_fs;
1971         if (fs->fs_maxcluster[cg] < len)
1972                 return (0);
1973         UFS_UNLOCK(ump);
1974         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, 0, &bp, &cgp)) != 0) {
1975                 ffs_checkcgintegrity(fs, cg, error);
1976                 UFS_LOCK(ump);
1977                 return (0);
1978         }
1979         /*
1980          * Check to see if a cluster of the needed size (or bigger) is
1981          * available in this cylinder group.
1982          */
1983         lp = &cg_clustersum(cgp)[len];
1984         for (i = len; i <= fs->fs_contigsumsize; i++)
1985                 if (*lp++ > 0)
1986                         break;
1987         if (i > fs->fs_contigsumsize) {
1988                 /*
1989                  * This is the first time looking for a cluster in this
1990                  * cylinder group. Update the cluster summary information
1991                  * to reflect the true maximum sized cluster so that
1992                  * future cluster allocation requests can avoid reading
1993                  * the cylinder group map only to find no clusters.
1994                  */
1995                 lp = &cg_clustersum(cgp)[len - 1];
1996                 for (i = len - 1; i > 0; i--)
1997                         if (*lp-- > 0)
1998                                 break;
1999                 UFS_LOCK(ump);
2000                 fs->fs_maxcluster[cg] = i;
2001                 brelse(bp);
2002                 return (0);
2003         }
2004         /*
2005          * Search the cluster map to find a big enough cluster.
2006          * We take the first one that we find, even if it is larger
2007          * than we need as we prefer to get one close to the previous
2008          * block allocation. We do not search before the current
2009          * preference point as we do not want to allocate a block
2010          * that is allocated before the previous one (as we will
2011          * then have to wait for another pass of the elevator
2012          * algorithm before it will be read). We prefer to fail and
2013          * be recalled to try an allocation in the next cylinder group.
2014          */
2015         if (dtog(fs, bpref) != cg)
2016                 bpref = cgdata(fs, cg);
2017         else
2018                 bpref = blknum(fs, bpref);
2019         bpref = fragstoblks(fs, dtogd(fs, bpref));
2020         mapp = &cg_clustersfree(cgp)[bpref / NBBY];
2021         map = *mapp++;
2022         bit = 1 << (bpref % NBBY);
2023         for (run = 0, got = bpref; got < cgp->cg_nclusterblks; got++) {
2024                 if ((map & bit) == 0) {
2025                         run = 0;
2026                 } else {
2027                         run++;
2028                         if (run == len)
2029                                 break;
2030                 }
2031                 if ((got & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1)) {
2032                         bit <<= 1;
2033                 } else {
2034                         map = *mapp++;
2035                         bit = 1;
2036                 }
2037         }
2038         if (got >= cgp->cg_nclusterblks) {
2039                 UFS_LOCK(ump);
2040                 brelse(bp);
2041                 return (0);
2042         }
2043         /*
2044          * Allocate the cluster that we have found.
2045          */
2046         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2047         for (i = 1; i <= len; i++)
2048                 if (!ffs_isblock(fs, blksfree, got - run + i))
2049                         panic("ffs_clusteralloc: map mismatch");
2050         bno = cgbase(fs, cg) + blkstofrags(fs, got - run + 1);
2051         if (dtog(fs, bno) != cg)
2052                 panic("ffs_clusteralloc: allocated out of group");
2053         len = blkstofrags(fs, len);
2054         UFS_LOCK(ump);
2055         for (i = 0; i < len; i += fs->fs_frag)
2056                 if (ffs_alloccgblk(ip, bp, bno + i, fs->fs_bsize) != bno + i)
2057                         panic("ffs_clusteralloc: lost block");
2058         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2059         UFS_UNLOCK(ump);
2060         bdwrite(bp);
2061         return (bno);
2062 }
2063
2064 static inline struct buf *
2065 getinobuf(struct inode *ip,
2066         uint64_t cg,
2067         uint32_t cginoblk,
2068         int gbflags)
2069 {
2070         struct fs *fs;
2071
2072         fs = ITOFS(ip);
2073         return (getblk(ITODEVVP(ip), fsbtodb(fs, ino_to_fsba(fs,
2074             cg * fs->fs_ipg + cginoblk)), (int)fs->fs_bsize, 0, 0,
2075             gbflags));
2076 }
2077
2078 /*
2079  * Synchronous inode initialization is needed only when barrier writes do not
2080  * work as advertised, and will impose a heavy cost on file creation in a newly
2081  * created filesystem.
2082  */
2083 static int doasyncinodeinit = 1;
2084 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doasyncinodeinit, CTLFLAG_RWTUN,
2085     &doasyncinodeinit, 0,
2086     "Perform inode block initialization using asynchronous writes");
2087
2088 /*
2089  * Determine whether an inode can be allocated.
2090  *
2091  * Check to see if an inode is available, and if it is,
2092  * allocate it using the following policy:
2093  *   1) allocate the requested inode.
2094  *   2) allocate the next available inode after the requested
2095  *      inode in the specified cylinder group.
2096  */
2097 static ufs2_daddr_t
2098 ffs_nodealloccg(struct inode *ip,
2099         uint64_t cg,
2100         ufs2_daddr_t ipref,
2101         int mode,
2102         int unused)
2103 {
2104         struct fs *fs;
2105         struct cg *cgp;
2106         struct buf *bp, *ibp;
2107         struct ufsmount *ump;
2108         uint8_t *inosused, *loc;
2109         struct ufs2_dinode *dp2;
2110         int error, start, len, i;
2111         uint32_t old_initediblk;
2112
2113         ump = ITOUMP(ip);
2114         fs = ump->um_fs;
2115 check_nifree:
2116         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree == 0)
2117                 return (0);
2118         UFS_UNLOCK(ump);
2119         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, 0, &bp, &cgp)) != 0) {
2120                 ffs_checkcgintegrity(fs, cg, error);
2121                 UFS_LOCK(ump);
2122                 return (0);
2123         }
2124 restart:
2125         if (cgp->cg_cs.cs_nifree == 0) {
2126                 brelse(bp);
2127                 UFS_LOCK(ump);
2128                 return (0);
2129         }
2130         inosused = cg_inosused(cgp);
2131         if (ipref) {
2132                 ipref %= fs->fs_ipg;
2133                 if (isclr(inosused, ipref))
2134                         goto gotit;
2135         }
2136         start = cgp->cg_irotor / NBBY;
2137         len = howmany(fs->fs_ipg - cgp->cg_irotor, NBBY);
2138         loc = memcchr(&inosused[start], 0xff, len);
2139         if (loc == NULL) {
2140                 len = start + 1;
2141                 start = 0;
2142                 loc = memcchr(&inosused[start], 0xff, len);
2143                 if (loc == NULL) {
2144                         printf("cg = %ju, irotor = %ld, fs = %s\n",
2145                             (intmax_t)cg, (long)cgp->cg_irotor, fs->fs_fsmnt);
2146                         panic("ffs_nodealloccg: map corrupted");
2147                         /* NOTREACHED */
2148                 }
2149         }
2150         ipref = (loc - inosused) * NBBY + ffs(~*loc) - 1;
2151 gotit:
2152         /*
2153          * Check to see if we need to initialize more inodes.
2154          */
2155         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC &&
2156             ipref + INOPB(fs) > cgp->cg_initediblk &&
2157             cgp->cg_initediblk < cgp->cg_niblk) {
2158                 old_initediblk = cgp->cg_initediblk;
2159
2160                 /*
2161                  * Free the cylinder group lock before writing the
2162                  * initialized inode block.  Entering the
2163                  * babarrierwrite() with the cylinder group lock
2164                  * causes lock order violation between the lock and
2165                  * snaplk.
2166                  *
2167                  * Another thread can decide to initialize the same
2168                  * inode block, but whichever thread first gets the
2169                  * cylinder group lock after writing the newly
2170                  * allocated inode block will update it and the other
2171                  * will realize that it has lost and leave the
2172                  * cylinder group unchanged.
2173                  */
2174                 ibp = getinobuf(ip, cg, old_initediblk, GB_LOCK_NOWAIT);
2175                 brelse(bp);
2176                 if (ibp == NULL) {
2177                         /*
2178                          * The inode block buffer is already owned by
2179                          * another thread, which must initialize it.
2180                          * Wait on the buffer to allow another thread
2181                          * to finish the updates, with dropped cg
2182                          * buffer lock, then retry.
2183                          */
2184                         ibp = getinobuf(ip, cg, old_initediblk, 0);
2185                         brelse(ibp);
2186                         UFS_LOCK(ump);
2187                         goto check_nifree;
2188                 }
2189                 bzero(ibp->b_data, (int)fs->fs_bsize);
2190                 dp2 = (struct ufs2_dinode *)(ibp->b_data);
2191                 for (i = 0; i < INOPB(fs); i++) {
2192                         while (dp2->di_gen == 0)
2193                                 dp2->di_gen = arc4random();
2194                         dp2++;
2195                 }
2196
2197                 /*
2198                  * Rather than adding a soft updates dependency to ensure
2199                  * that the new inode block is written before it is claimed
2200                  * by the cylinder group map, we just do a barrier write
2201                  * here. The barrier write will ensure that the inode block
2202                  * gets written before the updated cylinder group map can be
2203                  * written. The barrier write should only slow down bulk
2204                  * loading of newly created filesystems.
2205                  */
2206                 if (doasyncinodeinit)
2207                         babarrierwrite(ibp);
2208                 else
2209                         bwrite(ibp);
2210
2211                 /*
2212                  * After the inode block is written, try to update the
2213                  * cg initediblk pointer.  If another thread beat us
2214                  * to it, then leave it unchanged as the other thread
2215                  * has already set it correctly.
2216                  */
2217                 error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, 0, &bp, &cgp);
2218                 UFS_LOCK(ump);
2219                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
2220                 UFS_UNLOCK(ump);
2221                 if (error != 0)
2222                         return (error);
2223                 if (cgp->cg_initediblk == old_initediblk)
2224                         cgp->cg_initediblk += INOPB(fs);
2225                 goto restart;
2226         }
2227         cgp->cg_irotor = ipref;
2228         UFS_LOCK(ump);
2229         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2230         setbit(inosused, ipref);
2231         cgp->cg_cs.cs_nifree--;
2232         fs->fs_cstotal.cs_nifree--;
2233         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree--;
2234         fs->fs_fmod = 1;
2235         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
2236                 cgp->cg_cs.cs_ndir++;
2237                 fs->fs_cstotal.cs_ndir++;
2238                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir++;
2239         }
2240         UFS_UNLOCK(ump);
2241         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
2242                 softdep_setup_inomapdep(bp, ip, cg * fs->fs_ipg + ipref, mode);
2243         bdwrite(bp);
2244         return ((ino_t)(cg * fs->fs_ipg + ipref));
2245 }
2246
2247 /*
2248  * Free a block or fragment.
2249  *
2250  * The specified block or fragment is placed back in the
2251  * free map. If a fragment is deallocated, a possible
2252  * block reassembly is checked.
2253  */
2254 static void
2255 ffs_blkfree_cg(struct ufsmount *ump,
2256         struct fs *fs,
2257         struct vnode *devvp,
2258         ufs2_daddr_t bno,
2259         long size,
2260         ino_t inum,
2261         struct workhead *dephd)
2262 {
2263         struct mount *mp;
2264         struct cg *cgp;
2265         struct buf *bp;
2266         daddr_t dbn;
2267         ufs1_daddr_t fragno, cgbno;
2268         int i, blk, frags, bbase, error;
2269         uint64_t cg;
2270         uint8_t *blksfree;
2271         struct cdev *dev;
2272
2273         cg = dtog(fs, bno);
2274         if (devvp->v_type == VREG) {
2275                 /* devvp is a snapshot */
2276                 MPASS(devvp->v_mount->mnt_data == ump);
2277                 dev = ump->um_devvp->v_rdev;
2278         } else if (devvp->v_type == VCHR) {
2279                 /*
2280                  * devvp is a normal disk device
2281                  * XXXKIB: devvp is not locked there, v_rdev access depends on
2282                  * busy mount, which prevents mntfs devvp from reclamation.
2283                  */
2284                 dev = devvp->v_rdev;
2285         } else
2286                 return;
2287 #ifdef INVARIANTS
2288         if ((uint64_t)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0 ||
2289             fragnum(fs, bno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag) {
2290                 printf("dev=%s, bno = %jd, bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
2291                     devtoname(dev), (intmax_t)bno, (long)fs->fs_bsize,
2292                     size, fs->fs_fsmnt);
2293                 panic("ffs_blkfree_cg: invalid size");
2294         }
2295 #endif
2296         if ((uint64_t)bno >= fs->fs_size) {
2297                 printf("bad block %jd, ino %ju\n", (intmax_t)bno,
2298                     (intmax_t)inum);
2299                 ffs_fserr(fs, inum, "bad block");
2300                 return;
2301         }
2302         if ((error = ffs_getcg(fs, devvp, cg, GB_CVTENXIO, &bp, &cgp)) != 0) {
2303                 if (!MOUNTEDSOFTDEP(UFSTOVFS(ump)) || devvp->v_type != VCHR)
2304                         return;
2305                 /*
2306                  * Would like to just downgrade to read-only. Until that
2307                  * capability is available, just toss the cylinder group
2308                  * update and mark the filesystem as needing to run fsck.
2309                  */
2310                 fs->fs_flags |= FS_NEEDSFSCK;
2311                 if (devvp->v_type == VREG)
2312                         dbn = fragstoblks(fs, cgtod(fs, cg));
2313                 else
2314                         dbn = fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg));
2315                 error = getblkx(devvp, dbn, dbn, fs->fs_cgsize, 0, 0, 0, &bp);
2316                 KASSERT(error == 0, ("getblkx failed"));
2317                 softdep_setup_blkfree(UFSTOVFS(ump), bp, bno,
2318                     numfrags(fs, size), dephd, true);
2319                 bp->b_flags |= B_RELBUF | B_NOCACHE;
2320                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2321                 bawrite(bp);
2322                 return;
2323         }
2324         cgbno = dtogd(fs, bno);
2325         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2326         UFS_LOCK(ump);
2327         if (size == fs->fs_bsize) {
2328                 fragno = fragstoblks(fs, cgbno);
2329                 if (!ffs_isfreeblock(fs, blksfree, fragno)) {
2330                         if (devvp->v_type == VREG) {
2331                                 UFS_UNLOCK(ump);
2332                                 /* devvp is a snapshot */
2333                                 brelse(bp);
2334                                 return;
2335                         }
2336                         printf("dev = %s, block = %jd, fs = %s\n",
2337                             devtoname(dev), (intmax_t)bno, fs->fs_fsmnt);
2338                         panic("ffs_blkfree_cg: freeing free block");
2339                 }
2340                 ffs_setblock(fs, blksfree, fragno);
2341                 ffs_clusteracct(fs, cgp, fragno, 1);
2342                 cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
2343                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
2344                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
2345         } else {
2346                 bbase = cgbno - fragnum(fs, cgbno);
2347                 /*
2348                  * decrement the counts associated with the old frags
2349                  */
2350                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
2351                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, -1);
2352                 /*
2353                  * deallocate the fragment
2354                  */
2355                 frags = numfrags(fs, size);
2356                 for (i = 0; i < frags; i++) {
2357                         if (isset(blksfree, cgbno + i)) {
2358                                 printf("dev = %s, block = %jd, fs = %s\n",
2359                                     devtoname(dev), (intmax_t)(bno + i),
2360                                     fs->fs_fsmnt);
2361                                 panic("ffs_blkfree_cg: freeing free frag");
2362                         }
2363                         setbit(blksfree, cgbno + i);
2364                 }
2365                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
2366                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
2367                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree += i;
2368                 /*
2369                  * add back in counts associated with the new frags
2370                  */
2371                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
2372                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, 1);
2373                 /*
2374                  * if a complete block has been reassembled, account for it
2375                  */
2376                 fragno = fragstoblks(fs, bbase);
2377                 if (ffs_isblock(fs, blksfree, fragno)) {
2378                         cgp->cg_cs.cs_nffree -= fs->fs_frag;
2379                         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= fs->fs_frag;
2380                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= fs->fs_frag;
2381                         ffs_clusteracct(fs, cgp, fragno, 1);
2382                         cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
2383                         fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
2384                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
2385                 }
2386         }
2387         fs->fs_fmod = 1;
2388         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2389         UFS_UNLOCK(ump);
2390         mp = UFSTOVFS(ump);
2391         if (MOUNTEDSOFTDEP(mp) && devvp->v_type == VCHR)
2392                 softdep_setup_blkfree(UFSTOVFS(ump), bp, bno,
2393                     numfrags(fs, size), dephd, false);
2394         bdwrite(bp);
2395 }
2396
2397 /*
2398  * Structures and routines associated with trim management.
2399  *
2400  * The following requests are passed to trim_lookup to indicate
2401  * the actions that should be taken.
2402  */
2403 #define NEW     1       /* if found, error else allocate and hash it */
2404 #define OLD     2       /* if not found, error, else return it */
2405 #define REPLACE 3       /* if not found, error else unhash and reallocate it */
2406 #define DONE    4       /* if not found, error else unhash and return it */
2407 #define SINGLE  5       /* don't look up, just allocate it and don't hash it */
2408
2409 MALLOC_DEFINE(M_TRIM, "ufs_trim", "UFS trim structures");
2410
2411 #define TRIMLIST_HASH(ump, key) \
2412         (&(ump)->um_trimhash[(key) & (ump)->um_trimlisthashsize])
2413
2414 /*
2415  * These structures describe each of the block free requests aggregated
2416  * together to make up a trim request.
2417  */
2418 struct trim_blkreq {
2419         TAILQ_ENTRY(trim_blkreq) blkreqlist;
2420         ufs2_daddr_t bno;
2421         long size;
2422         struct workhead *pdephd;
2423         struct workhead dephd;
2424 };
2425
2426 /*
2427  * Description of a trim request.
2428  */
2429 struct ffs_blkfree_trim_params {
2430         TAILQ_HEAD(, trim_blkreq) blklist;
2431         LIST_ENTRY(ffs_blkfree_trim_params) hashlist;
2432         struct task task;
2433         struct ufsmount *ump;
2434         struct vnode *devvp;
2435         ino_t inum;
2436         ufs2_daddr_t bno;
2437         long size;
2438         long key;
2439 };
2440
2441 static void     ffs_blkfree_trim_completed(struct buf *);
2442 static void     ffs_blkfree_trim_task(void *ctx, int pending __unused);
2443 static struct   ffs_blkfree_trim_params *trim_lookup(struct ufsmount *,
2444                     struct vnode *, ufs2_daddr_t, long, ino_t, uint64_t, int);
2445 static void     ffs_blkfree_sendtrim(struct ffs_blkfree_trim_params *);
2446
2447 /*
2448  * Called on trim completion to start a task to free the associated block(s).
2449  */
2450 static void
2451 ffs_blkfree_trim_completed(struct buf *bp)
2452 {
2453         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2454
2455         tp = bp->b_fsprivate1;
2456         free(bp, M_TRIM);
2457         TASK_INIT(&tp->task, 0, ffs_blkfree_trim_task, tp);
2458         taskqueue_enqueue(tp->ump->um_trim_tq, &tp->task);
2459 }
2460
2461 /*
2462  * Trim completion task that free associated block(s).
2463  */
2464 static void
2465 ffs_blkfree_trim_task(void *ctx, int pending)
2466 {
2467         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2468         struct trim_blkreq *blkelm;
2469         struct ufsmount *ump;
2470
2471         tp = ctx;
2472         ump = tp->ump;
2473         while ((blkelm = TAILQ_FIRST(&tp->blklist)) != NULL) {
2474                 ffs_blkfree_cg(ump, ump->um_fs, tp->devvp, blkelm->bno,
2475                     blkelm->size, tp->inum, blkelm->pdephd);
2476                 TAILQ_REMOVE(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2477                 free(blkelm, M_TRIM);
2478         }
2479         vn_finished_secondary_write(UFSTOVFS(ump));
2480         UFS_LOCK(ump);
2481         ump->um_trim_inflight -= 1;
2482         ump->um_trim_inflight_blks -= numfrags(ump->um_fs, tp->size);
2483         UFS_UNLOCK(ump);
2484         free(tp, M_TRIM);
2485 }
2486
2487 /*
2488  * Lookup a trim request by inode number.
2489  * Allocate if requested (NEW, REPLACE, SINGLE).
2490  */
2491 static struct ffs_blkfree_trim_params *
2492 trim_lookup(struct ufsmount *ump,
2493         struct vnode *devvp,
2494         ufs2_daddr_t bno,
2495         long size,
2496         ino_t inum,
2497         uint64_t key,
2498         int alloctype)
2499 {
2500         struct trimlist_hashhead *tphashhead;
2501         struct ffs_blkfree_trim_params *tp, *ntp;
2502
2503         ntp = malloc(sizeof(struct ffs_blkfree_trim_params), M_TRIM, M_WAITOK);
2504         if (alloctype != SINGLE) {
2505                 KASSERT(key >= FIRST_VALID_KEY, ("trim_lookup: invalid key"));
2506                 UFS_LOCK(ump);
2507                 tphashhead = TRIMLIST_HASH(ump, key);
2508                 LIST_FOREACH(tp, tphashhead, hashlist)
2509                         if (key == tp->key)
2510                                 break;
2511         }
2512         switch (alloctype) {
2513         case NEW:
2514                 KASSERT(tp == NULL, ("trim_lookup: found trim"));
2515                 break;
2516         case OLD:
2517                 KASSERT(tp != NULL,
2518                     ("trim_lookup: missing call to ffs_blkrelease_start()"));
2519                 UFS_UNLOCK(ump);
2520                 free(ntp, M_TRIM);
2521                 return (tp);
2522         case REPLACE:
2523                 KASSERT(tp != NULL, ("trim_lookup: missing REPLACE trim"));
2524                 LIST_REMOVE(tp, hashlist);
2525                 /* tp will be freed by caller */
2526                 break;
2527         case DONE:
2528                 KASSERT(tp != NULL, ("trim_lookup: missing DONE trim"));
2529                 LIST_REMOVE(tp, hashlist);
2530                 UFS_UNLOCK(ump);
2531                 free(ntp, M_TRIM);
2532                 return (tp);
2533         }
2534         TAILQ_INIT(&ntp->blklist);
2535         ntp->ump = ump;
2536         ntp->devvp = devvp;
2537         ntp->bno = bno;
2538         ntp->size = size;
2539         ntp->inum = inum;
2540         ntp->key = key;
2541         if (alloctype != SINGLE) {
2542                 LIST_INSERT_HEAD(tphashhead, ntp, hashlist);
2543                 UFS_UNLOCK(ump);
2544         }
2545         return (ntp);
2546 }
2547
2548 /*
2549  * Dispatch a trim request.
2550  */
2551 static void
2552 ffs_blkfree_sendtrim(struct ffs_blkfree_trim_params *tp)
2553 {
2554         struct ufsmount *ump;
2555         struct mount *mp;
2556         struct buf *bp;
2557
2558         /*
2559          * Postpone the set of the free bit in the cg bitmap until the
2560          * BIO_DELETE is completed.  Otherwise, due to disk queue
2561          * reordering, TRIM might be issued after we reuse the block
2562          * and write some new data into it.
2563          */
2564         ump = tp->ump;
2565         bp = malloc(sizeof(*bp), M_TRIM, M_WAITOK | M_ZERO);
2566         bp->b_iocmd = BIO_DELETE;
2567         bp->b_iooffset = dbtob(fsbtodb(ump->um_fs, tp->bno));
2568         bp->b_iodone = ffs_blkfree_trim_completed;
2569         bp->b_bcount = tp->size;
2570         bp->b_fsprivate1 = tp;
2571         UFS_LOCK(ump);
2572         ump->um_trim_total += 1;
2573         ump->um_trim_inflight += 1;
2574         ump->um_trim_inflight_blks += numfrags(ump->um_fs, tp->size);
2575         ump->um_trim_total_blks += numfrags(ump->um_fs, tp->size);
2576         UFS_UNLOCK(ump);
2577
2578         mp = UFSTOVFS(ump);
2579         vn_start_secondary_write(NULL, &mp, 0);
2580         g_vfs_strategy(ump->um_bo, bp);
2581 }
2582
2583 /*
2584  * Allocate a new key to use to identify a range of blocks.
2585  */
2586 uint64_t
2587 ffs_blkrelease_start(struct ufsmount *ump,
2588         struct vnode *devvp,
2589         ino_t inum)
2590 {
2591         static u_long masterkey;
2592         uint64_t key;
2593
2594         if (((ump->um_flags & UM_CANDELETE) == 0) || dotrimcons == 0)
2595                 return (SINGLETON_KEY);
2596         do {
2597                 key = atomic_fetchadd_long(&masterkey, 1);
2598         } while (key < FIRST_VALID_KEY);
2599         (void) trim_lookup(ump, devvp, 0, 0, inum, key, NEW);
2600         return (key);
2601 }
2602
2603 /*
2604  * Deallocate a key that has been used to identify a range of blocks.
2605  */
2606 void
2607 ffs_blkrelease_finish(struct ufsmount *ump, uint64_t key)
2608 {
2609         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2610
2611         if (((ump->um_flags & UM_CANDELETE) == 0) || dotrimcons == 0)
2612                 return;
2613         /*
2614          * If the vfs.ffs.dotrimcons sysctl option is enabled while
2615          * a file deletion is active, specifically after a call
2616          * to ffs_blkrelease_start() but before the call to
2617          * ffs_blkrelease_finish(), ffs_blkrelease_start() will
2618          * have handed out SINGLETON_KEY rather than starting a
2619          * collection sequence. Thus if we get a SINGLETON_KEY
2620          * passed to ffs_blkrelease_finish(), we just return rather
2621          * than trying to finish the nonexistent sequence.
2622          */
2623         if (key == SINGLETON_KEY) {
2624 #ifdef INVARIANTS
2625                 printf("%s: vfs.ffs.dotrimcons enabled on active filesystem\n",
2626                     ump->um_mountp->mnt_stat.f_mntonname);
2627 #endif
2628                 return;
2629         }
2630         /*
2631          * We are done with sending blocks using this key. Look up the key
2632          * using the DONE alloctype (in tp) to request that it be unhashed
2633          * as we will not be adding to it. If the key has never been used,
2634          * tp->size will be zero, so we can just free tp. Otherwise the call
2635          * to ffs_blkfree_sendtrim(tp) causes the block range described by
2636          * tp to be issued (and then tp to be freed).
2637          */
2638         tp = trim_lookup(ump, NULL, 0, 0, 0, key, DONE);
2639         if (tp->size == 0)
2640                 free(tp, M_TRIM);
2641         else
2642                 ffs_blkfree_sendtrim(tp);
2643 }
2644
2645 /*
2646  * Setup to free a block or fragment.
2647  *
2648  * Check for snapshots that might want to claim the block.
2649  * If trims are requested, prepare a trim request. Attempt to
2650  * aggregate consecutive blocks into a single trim request.
2651  */
2652 void
2653 ffs_blkfree(struct ufsmount *ump,
2654         struct fs *fs,
2655         struct vnode *devvp,
2656         ufs2_daddr_t bno,
2657         long size,
2658         ino_t inum,
2659         __enum_uint8(vtype) vtype,
2660         struct workhead *dephd,
2661         uint64_t key)
2662 {
2663         struct ffs_blkfree_trim_params *tp, *ntp;
2664         struct trim_blkreq *blkelm;
2665
2666         /*
2667          * Check to see if a snapshot wants to claim the block.
2668          * Check that devvp is a normal disk device, not a snapshot,
2669          * it has a snapshot(s) associated with it, and one of the
2670          * snapshots wants to claim the block.
2671          */
2672         if (devvp->v_type == VCHR &&
2673             (devvp->v_vflag & VV_COPYONWRITE) &&
2674             ffs_snapblkfree(fs, devvp, bno, size, inum, vtype, dephd)) {
2675                 return;
2676         }
2677         /*
2678          * Nothing to delay if TRIM is not required for this block or TRIM
2679          * is disabled or the operation is performed on a snapshot.
2680          */
2681         if (key == NOTRIM_KEY || ((ump->um_flags & UM_CANDELETE) == 0) ||
2682             devvp->v_type == VREG) {
2683                 ffs_blkfree_cg(ump, fs, devvp, bno, size, inum, dephd);
2684                 return;
2685         }
2686         blkelm = malloc(sizeof(struct trim_blkreq), M_TRIM, M_WAITOK);
2687         blkelm->bno = bno;
2688         blkelm->size = size;
2689         if (dephd == NULL) {
2690                 blkelm->pdephd = NULL;
2691         } else {
2692                 LIST_INIT(&blkelm->dephd);
2693                 LIST_SWAP(dephd, &blkelm->dephd, worklist, wk_list);
2694                 blkelm->pdephd = &blkelm->dephd;
2695         }
2696         if (key == SINGLETON_KEY) {
2697                 /*
2698                  * Just a single non-contiguous piece. Use the SINGLE
2699                  * alloctype to return a trim request that will not be
2700                  * hashed for future lookup.
2701                  */
2702                 tp = trim_lookup(ump, devvp, bno, size, inum, key, SINGLE);
2703                 TAILQ_INSERT_HEAD(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2704                 ffs_blkfree_sendtrim(tp);
2705                 return;
2706         }
2707         /*
2708          * The callers of this function are not tracking whether or not
2709          * the blocks are contiguous. They are just saying that they
2710          * are freeing a set of blocks. It is this code that determines
2711          * the pieces of that range that are actually contiguous.
2712          *
2713          * Calling ffs_blkrelease_start() will have created an entry
2714          * that we will use.
2715          */
2716         tp = trim_lookup(ump, devvp, bno, size, inum, key, OLD);
2717         if (tp->size == 0) {
2718                 /*
2719                  * First block of a potential range, set block and size
2720                  * for the trim block.
2721                  */
2722                 tp->bno = bno;
2723                 tp->size = size;
2724                 TAILQ_INSERT_HEAD(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2725                 return;
2726         }
2727         /*
2728          * If this block is a continuation of the range (either
2729          * follows at the end or preceeds in the front) then we
2730          * add it to the front or back of the list and return.
2731          *
2732          * If it is not a continuation of the trim that we were
2733          * building, using the REPLACE alloctype, we request that
2734          * the old trim request (still in tp) be unhashed and a
2735          * new range started (in ntp). The ffs_blkfree_sendtrim(tp)
2736          * call causes the block range described by tp to be issued
2737          * (and then tp to be freed).
2738          */
2739         if (bno + numfrags(fs, size) == tp->bno) {
2740                 TAILQ_INSERT_HEAD(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2741                 tp->bno = bno;
2742                 tp->size += size;
2743                 return;
2744         } else if (bno == tp->bno + numfrags(fs, tp->size)) {
2745                 TAILQ_INSERT_TAIL(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2746                 tp->size += size;
2747                 return;
2748         }
2749         ntp = trim_lookup(ump, devvp, bno, size, inum, key, REPLACE);
2750         TAILQ_INSERT_HEAD(&ntp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2751         ffs_blkfree_sendtrim(tp);
2752 }
2753
2754 #ifdef INVARIANTS
2755 /*
2756  * Verify allocation of a block or fragment.
2757  * Return 1 if block or fragment is free.
2758  */
2759 static int
2760 ffs_checkfreeblk(struct inode *ip,
2761         ufs2_daddr_t bno,
2762         long size)
2763 {
2764         struct fs *fs;
2765         struct cg *cgp;
2766         struct buf *bp;
2767         ufs1_daddr_t cgbno;
2768         int i, frags, blkalloced;
2769         uint8_t *blksfree;
2770
2771         fs = ITOFS(ip);
2772         if ((uint64_t)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
2773                 printf("bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
2774                     (long)fs->fs_bsize, size, fs->fs_fsmnt);
2775                 panic("ffs_checkfreeblk: bad size");
2776         }
2777         if ((uint64_t)bno >= fs->fs_size)
2778                 panic("ffs_checkfreeblk: too big block %jd", (intmax_t)bno);
2779         if (ffs_getcg(fs, ITODEVVP(ip), dtog(fs, bno), 0, &bp, &cgp) != 0)
2780                 return (0);
2781         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2782         cgbno = dtogd(fs, bno);
2783         if (size == fs->fs_bsize) {
2784                 blkalloced = ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, cgbno));
2785         } else {
2786                 frags = numfrags(fs, size);
2787                 for (blkalloced = 0, i = 0; i < frags; i++)
2788                         if (isset(blksfree, cgbno + i))
2789                                 blkalloced++;
2790                 if (blkalloced != 0 && blkalloced != frags)
2791                         panic("ffs_checkfreeblk: partially free fragment");
2792         }
2793         brelse(bp);
2794         return (blkalloced == 0);
2795 }
2796 #endif /* INVARIANTS */
2797
2798 /*
2799  * Free an inode.
2800  */
2801 int
2802 ffs_vfree(struct vnode *pvp,
2803         ino_t ino,
2804         int mode)
2805 {
2806         struct ufsmount *ump;
2807
2808         if (DOINGSOFTDEP(pvp)) {
2809                 softdep_freefile(pvp, ino, mode);
2810                 return (0);
2811         }
2812         ump = VFSTOUFS(pvp->v_mount);
2813         return (ffs_freefile(ump, ump->um_fs, ump->um_devvp, ino, mode, NULL));
2814 }
2815
2816 /*
2817  * Do the actual free operation.
2818  * The specified inode is placed back in the free map.
2819  */
2820 int
2821 ffs_freefile(struct ufsmount *ump,
2822         struct fs *fs,
2823         struct vnode *devvp,
2824         ino_t ino,
2825         int mode,
2826         struct workhead *wkhd)
2827 {
2828         struct cg *cgp;
2829         struct buf *bp;
2830         daddr_t dbn;
2831         int error;
2832         uint64_t cg;
2833         uint8_t *inosused;
2834         struct cdev *dev;
2835         ino_t cgino;
2836
2837         cg = ino_to_cg(fs, ino);
2838         if (devvp->v_type == VREG) {
2839                 /* devvp is a snapshot */
2840                 MPASS(devvp->v_mount->mnt_data == ump);
2841                 dev = ump->um_devvp->v_rdev;
2842         } else if (devvp->v_type == VCHR) {
2843                 /* devvp is a normal disk device */
2844                 dev = devvp->v_rdev;
2845         } else {
2846                 bp = NULL;
2847                 return (0);
2848         }
2849         if (ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
2850                 panic("ffs_freefile: range: dev = %s, ino = %ju, fs = %s",
2851                     devtoname(dev), (uintmax_t)ino, fs->fs_fsmnt);
2852         if ((error = ffs_getcg(fs, devvp, cg, GB_CVTENXIO, &bp, &cgp)) != 0) {
2853                 if (!MOUNTEDSOFTDEP(UFSTOVFS(ump)) || devvp->v_type != VCHR)
2854                         return (error);
2855                 /*
2856                  * Would like to just downgrade to read-only. Until that
2857                  * capability is available, just toss the cylinder group
2858                  * update and mark the filesystem as needing to run fsck.
2859                  */
2860                 fs->fs_flags |= FS_NEEDSFSCK;
2861                 if (devvp->v_type == VREG)
2862                         dbn = fragstoblks(fs, cgtod(fs, cg));
2863                 else
2864                         dbn = fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg));
2865                 error = getblkx(devvp, dbn, dbn, fs->fs_cgsize, 0, 0, 0, &bp);
2866                 KASSERT(error == 0, ("getblkx failed"));
2867                 softdep_setup_inofree(UFSTOVFS(ump), bp, ino, wkhd, true);
2868                 bp->b_flags |= B_RELBUF | B_NOCACHE;
2869                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2870                 bawrite(bp);
2871                 return (error);
2872         }
2873         inosused = cg_inosused(cgp);
2874         cgino = ino % fs->fs_ipg;
2875         if (isclr(inosused, cgino)) {
2876                 printf("dev = %s, ino = %ju, fs = %s\n", devtoname(dev),
2877                     (uintmax_t)ino, fs->fs_fsmnt);
2878                 if (fs->fs_ronly == 0)
2879                         panic("ffs_freefile: freeing free inode");
2880         }
2881         clrbit(inosused, cgino);
2882         if (cgino < cgp->cg_irotor)
2883                 cgp->cg_irotor = cgino;
2884         cgp->cg_cs.cs_nifree++;
2885         UFS_LOCK(ump);
2886         fs->fs_cstotal.cs_nifree++;
2887         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree++;
2888         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
2889                 cgp->cg_cs.cs_ndir--;
2890                 fs->fs_cstotal.cs_ndir--;
2891                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir--;
2892         }
2893         fs->fs_fmod = 1;
2894         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2895         UFS_UNLOCK(ump);
2896         if (MOUNTEDSOFTDEP(UFSTOVFS(ump)) && devvp->v_type == VCHR)
2897                 softdep_setup_inofree(UFSTOVFS(ump), bp, ino, wkhd, false);
2898         bdwrite(bp);
2899         return (0);
2900 }
2901
2902 /*
2903  * Check to see if a file is free.
2904  * Used to check for allocated files in snapshots.
2905  * Return 1 if file is free.
2906  */
2907 int
2908 ffs_checkfreefile(struct fs *fs,
2909         struct vnode *devvp,
2910         ino_t ino)
2911 {
2912         struct cg *cgp;
2913         struct buf *bp;
2914         int ret, error;
2915         uint64_t cg;
2916         uint8_t *inosused;
2917
2918         cg = ino_to_cg(fs, ino);
2919         if ((devvp->v_type != VREG) && (devvp->v_type != VCHR))
2920                 return (1);
2921         if (ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
2922                 return (1);
2923         if ((error = ffs_getcg(fs, devvp, cg, 0, &bp, &cgp)) != 0)
2924                 return (1);
2925         inosused = cg_inosused(cgp);
2926         ino %= fs->fs_ipg;
2927         ret = isclr(inosused, ino);
2928         brelse(bp);
2929         return (ret);
2930 }
2931
2932 /*
2933  * Find a block of the specified size in the specified cylinder group.
2934  *
2935  * It is a panic if a request is made to find a block if none are
2936  * available.
2937  */
2938 static ufs1_daddr_t
2939 ffs_mapsearch(struct fs *fs,
2940         struct cg *cgp,
2941         ufs2_daddr_t bpref,
2942         int allocsiz)
2943 {
2944         ufs1_daddr_t bno;
2945         int start, len, loc, i;
2946         int blk, field, subfield, pos;
2947         uint8_t *blksfree;
2948
2949         /*
2950          * find the fragment by searching through the free block
2951          * map for an appropriate bit pattern
2952          */
2953         if (bpref)
2954                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
2955         else
2956                 start = cgp->cg_frotor / NBBY;
2957         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2958         len = howmany(fs->fs_fpg, NBBY) - start;
2959         loc = scanc((uint64_t)len, (uint8_t *)&blksfree[start],
2960                 fragtbl[fs->fs_frag],
2961                 (uint8_t)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
2962         if (loc == 0) {
2963                 len = start + 1;
2964                 start = 0;
2965                 loc = scanc((uint64_t)len, (uint8_t *)&blksfree[0],
2966                         fragtbl[fs->fs_frag],
2967                         (uint8_t)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
2968                 if (loc == 0) {
2969                         printf("start = %d, len = %d, fs = %s\n",
2970                             start, len, fs->fs_fsmnt);
2971                         panic("ffs_alloccg: map corrupted");
2972                         /* NOTREACHED */
2973                 }
2974         }
2975         bno = (start + len - loc) * NBBY;
2976         cgp->cg_frotor = bno;
2977         /*
2978          * found the byte in the map
2979          * sift through the bits to find the selected frag
2980          */
2981         for (i = bno + NBBY; bno < i; bno += fs->fs_frag) {
2982                 blk = blkmap(fs, blksfree, bno);
2983                 blk <<= 1;
2984                 field = around[allocsiz];
2985                 subfield = inside[allocsiz];
2986                 for (pos = 0; pos <= fs->fs_frag - allocsiz; pos++) {
2987                         if ((blk & field) == subfield)
2988                                 return (bno + pos);
2989                         field <<= 1;
2990                         subfield <<= 1;
2991                 }
2992         }
2993         printf("bno = %ju, fs = %s\n", (intmax_t)bno, fs->fs_fsmnt);
2994         panic("ffs_alloccg: block not in map");
2995         return (-1);
2996 }
2997
2998 /*
2999  * Fetch and verify a cylinder group.
3000  */
3001 int
3002 ffs_getcg(struct fs *fs,
3003         struct vnode *devvp,
3004         uint64_t cg,
3005         int flags,
3006         struct buf **bpp,
3007         struct cg **cgpp)
3008 {
3009         struct buf *bp;
3010         struct cg *cgp;
3011         struct mount *mp;
3012         const struct statfs *sfs;
3013         daddr_t blkno;
3014         int error;
3015
3016         *bpp = NULL;
3017         *cgpp = NULL;
3018         if ((fs->fs_metackhash & CK_CYLGRP) != 0)
3019                 flags |= GB_CKHASH;
3020         if (devvp->v_type == VCHR) {
3021                 blkno = fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg));
3022                 mp = devvp->v_rdev->si_mountpt;
3023         } else {
3024                 blkno = fragstoblks(fs, cgtod(fs, cg));
3025                 mp = devvp->v_mount;
3026         }
3027         error = breadn_flags(devvp, blkno, blkno, (int)fs->fs_cgsize, NULL,
3028             NULL, 0, NOCRED, flags, ffs_ckhash_cg, &bp);
3029         if (error != 0)
3030                 return (error);
3031         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
3032         if ((fs->fs_metackhash & CK_CYLGRP) != 0 &&
3033             (bp->b_flags & B_CKHASH) != 0 &&
3034             cgp->cg_ckhash != bp->b_ckhash) {
3035                 if (ppsratecheck(&VFSTOUFS(mp)->um_last_integritymsg,
3036                     &VFSTOUFS(mp)->um_secs_integritymsg, 1)) {
3037                         sfs = &mp->mnt_stat;
3038                         printf("UFS %s%s (%s) cylinder checkhash failed: "
3039                             "cg %ju, cgp: 0x%x != bp: 0x%jx\n",
3040                             devvp->v_type == VCHR ? "" : "snapshot of ",
3041                             sfs->f_mntfromname, sfs->f_mntonname, (intmax_t)cg,
3042                             cgp->cg_ckhash, (uintmax_t)bp->b_ckhash);
3043                 }
3044                 bp->b_flags &= ~B_CKHASH;
3045                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
3046                 brelse(bp);
3047                 return (EINTEGRITY);
3048         }
3049         if (!cg_chkmagic(cgp) || cgp->cg_cgx != cg) {
3050                 if (ppsratecheck(&VFSTOUFS(mp)->um_last_integritymsg,
3051                     &VFSTOUFS(mp)->um_secs_integritymsg, 1)) {
3052                         sfs = &mp->mnt_stat;
3053                         printf("UFS %s%s (%s)",
3054                             devvp->v_type == VCHR ? "" : "snapshot of ",
3055                             sfs->f_mntfromname, sfs->f_mntonname);
3056                         if (!cg_chkmagic(cgp))
3057                                 printf(" cg %ju: bad magic number 0x%x should "
3058                                     "be 0x%x\n", (intmax_t)cg, cgp->cg_magic,
3059                                     CG_MAGIC);
3060                         else
3061                                 printf(": wrong cylinder group cg %ju != "
3062                                     "cgx %u\n", (intmax_t)cg, cgp->cg_cgx);
3063                 }
3064                 bp->b_flags &= ~B_CKHASH;
3065                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
3066                 brelse(bp);
3067                 return (EINTEGRITY);
3068         }
3069         bp->b_flags &= ~B_CKHASH;
3070         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
3071         /*
3072          * If we are using check hashes on the cylinder group then we want
3073          * to limit changing the cylinder group time to when we are actually
3074          * going to write it to disk so that its check hash remains correct
3075          * in memory. If the CK_CYLGRP flag is set the time is updated in
3076          * ffs_bufwrite() as the buffer is queued for writing. Otherwise we
3077          * update the time here as we have done historically.
3078          */
3079         if ((fs->fs_metackhash & CK_CYLGRP) != 0)
3080                 bp->b_xflags |= BX_CYLGRP;
3081         else
3082                 cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
3083         *bpp = bp;
3084         *cgpp = cgp;
3085         return (0);
3086 }
3087
3088 static void
3089 ffs_ckhash_cg(struct buf *bp)
3090 {
3091         uint32_t ckhash;
3092         struct cg *cgp;
3093
3094         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
3095         ckhash = cgp->cg_ckhash;
3096         cgp->cg_ckhash = 0;
3097         bp->b_ckhash = calculate_crc32c(~0L, bp->b_data, bp->b_bcount);
3098         cgp->cg_ckhash = ckhash;
3099 }
3100
3101 /*
3102  * Called when a cylinder group read has failed. If an integrity check
3103  * is the cause of failure then the cylinder group will not be usable
3104  * until the filesystem has been unmounted and fsck has been run to
3105  * repair it. To avoid future attempts to allocate resources from the
3106  * cylinder group, its available resources are set to zero in the
3107  * superblock summary information. Since it will appear to have no
3108  * resources available, no further calls will be made to allocate
3109  * resources from it. When resources are freed to the cylinder group
3110  * the resource free routines will find the cylinder group unusable so
3111  * the resource will simply be discarded and thus will not show up in
3112  * the superblock summary information until they are recovered by fsck.
3113  */
3114 static void
3115 ffs_checkcgintegrity(struct fs *fs,
3116         uint64_t cg,
3117         int error)
3118 {
3119
3120         if (error != EINTEGRITY)
3121                 return;
3122         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree;
3123         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree = 0;
3124         fs->fs_cstotal.cs_nbfree -= fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree;
3125         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree = 0;
3126         fs->fs_cstotal.cs_nifree -= fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree;
3127         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree = 0;
3128         fs->fs_maxcluster[cg] = 0;
3129         fs->fs_flags |= FS_NEEDSFSCK;
3130         fs->fs_fmod = 1;
3131 }
3132
3133 /*
3134  * Fserr prints the name of a filesystem with an error diagnostic.
3135  *
3136  * The form of the error message is:
3137  *      fs: error message
3138  */
3139 void
3140 ffs_fserr(struct fs *fs,
3141         ino_t inum,
3142         char *cp)
3143 {
3144         struct thread *td = curthread;  /* XXX */
3145         struct proc *p = td->td_proc;
3146
3147         log(LOG_ERR, "pid %d (%s), uid %d inumber %ju on %s: %s\n",
3148             p->p_pid, p->p_comm, td->td_ucred->cr_uid, (uintmax_t)inum,
3149             fs->fs_fsmnt, cp);
3150 }
3151
3152 /*
3153  * This function provides the capability for the fsck program to
3154  * update an active filesystem. Sixteen operations are provided:
3155  *
3156  * adjrefcnt(inode, amt) - adjusts the reference count on the
3157  *      specified inode by the specified amount. Under normal
3158  *      operation the count should always go down. Decrementing
3159  *      the count to zero will cause the inode to be freed.
3160  * adjblkcnt(inode, amt) - adjust the number of blocks used by the
3161  *      inode by the specified amount.
3162  * adjdepth(inode, amt) - adjust the depth of the specified directory
3163  *      inode by the specified amount.
3164  * setsize(inode, size) - set the size of the inode to the
3165  *      specified size.
3166  * adjndir, adjbfree, adjifree, adjffree, adjnumclusters(amt) -
3167  *      adjust the superblock summary.
3168  * freedirs(inode, count) - directory inodes [inode..inode + count - 1]
3169  *      are marked as free. Inodes should never have to be marked
3170  *      as in use.
3171  * freefiles(inode, count) - file inodes [inode..inode + count - 1]
3172  *      are marked as free. Inodes should never have to be marked
3173  *      as in use.
3174  * freeblks(blockno, size) - blocks [blockno..blockno + size - 1]
3175  *      are marked as free. Blocks should never have to be marked
3176  *      as in use.
3177  * setflags(flags, set/clear) - the fs_flags field has the specified
3178  *      flags set (second parameter +1) or cleared (second parameter -1).
3179  * setcwd(dirinode) - set the current directory to dirinode in the
3180  *      filesystem associated with the snapshot.
3181  * setdotdot(oldvalue, newvalue) - Verify that the inode number for ".."
3182  *      in the current directory is oldvalue then change it to newvalue.
3183  * unlink(nameptr, oldvalue) - Verify that the inode number associated
3184  *      with nameptr in the current directory is oldvalue then unlink it.
3185  */
3186
3187 static int sysctl_ffs_fsck(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
3188
3189 SYSCTL_PROC(_vfs_ffs, FFS_ADJ_REFCNT, adjrefcnt,
3190     CTLFLAG_WR | CTLTYPE_STRUCT | CTLFLAG_NEEDGIANT,
3191     0, 0, sysctl_ffs_fsck, "S,fsck",
3192     "Adjust Inode Reference Count");
3193
3194 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_BLKCNT, adjblkcnt,
3195     CTLFLAG_WR | CTLFLAG_NEEDGIANT, sysctl_ffs_fsck,
3196     "Adjust Inode Used Blocks Count");
3197
3198 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_DEPTH, adjdepth,
3199     CTLFLAG_WR | CTLFLAG_NEEDGIANT, sysctl_ffs_fsck,
3200     "Adjust Directory Inode Depth");
3201
3202 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_SIZE, setsize,
3203     CTLFLAG_WR | CTLFLAG_NEEDGIANT, sysctl_ffs_fsck,
3204     "Set the inode size");
3205
3206 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NDIR, adjndir,
3207     CTLFLAG_WR | CTLFLAG_NEEDGIANT, sysctl_ffs_fsck,
3208     "Adjust number of directories");
3209
3210 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NBFREE, adjnbfree,
3211     CTLFLAG_WR | CTLFLAG_NEEDGIANT, sysctl_ffs_fsck,
3212     "Adjust number of free blocks");
3213
3214 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NIFREE, adjnifree,
3215     CTLFLAG_WR | CTLFLAG_NEEDGIANT, sysctl_ffs_fsck,
3216     "Adjust number of free inodes");
3217
3218 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NFFREE, adjnffree,
3219     CTLFLAG_WR | CTLFLAG_NEEDGIANT, sysctl_ffs_fsck,
3220     "Adjust number of free frags");
3221
3222 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NUMCLUSTERS, adjnumclusters,
3223     CTLFLAG_WR | CTLFLAG_NEEDGIANT, sysctl_ffs_fsck,
3224     "Adjust number of free clusters");
3225
3226 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_DIR_FREE, freedirs,
3227     CTLFLAG_WR | CTLFLAG_NEEDGIANT, sysctl_ffs_fsck,
3228     "Free Range of Directory Inodes");
3229
3230 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_FILE_FREE, freefiles,
3231     CTLFLAG_WR | CTLFLAG_NEEDGIANT, sysctl_ffs_fsck,
3232     "Free Range of File Inodes");
3233
3234 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_BLK_FREE, freeblks,
3235     CTLFLAG_WR | CTLFLAG_NEEDGIANT, sysctl_ffs_fsck,
3236     "Free Range of Blocks");
3237
3238 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_FLAGS, setflags,
3239     CTLFLAG_WR | CTLFLAG_NEEDGIANT, sysctl_ffs_fsck,
3240     "Change Filesystem Flags");
3241
3242 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_CWD, setcwd,
3243     CTLFLAG_WR | CTLFLAG_NEEDGIANT, sysctl_ffs_fsck,
3244     "Set Current Working Directory");
3245
3246 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_DOTDOT, setdotdot,
3247     CTLFLAG_WR | CTLFLAG_NEEDGIANT, sysctl_ffs_fsck,
3248     "Change Value of .. Entry");
3249
3250 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_UNLINK, unlink,
3251     CTLFLAG_WR | CTLFLAG_NEEDGIANT, sysctl_ffs_fsck,
3252     "Unlink a Duplicate Name");
3253
3254 #ifdef DIAGNOSTIC
3255 static int fsckcmds = 0;
3256 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ffs_fsckcmds, CTLFLAG_RW, &fsckcmds, 0,
3257         "print out fsck_ffs-based filesystem update commands");
3258 #endif /* DIAGNOSTIC */
3259
3260 static int
3261 sysctl_ffs_fsck(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3262 {
3263         struct thread *td = curthread;
3264         struct fsck_cmd cmd;
3265         struct ufsmount *ump;
3266         struct vnode *vp, *dvp, *fdvp;
3267         struct inode *ip, *dp;
3268         struct mount *mp;
3269         struct fs *fs;
3270         struct pwd *pwd;
3271         ufs2_daddr_t blkno;
3272         long blkcnt, blksize;
3273         uint64_t key;
3274         struct file *fp;
3275         cap_rights_t rights;
3276         int filetype, error;
3277
3278         if (req->newptr == NULL || req->newlen > sizeof(cmd))
3279                 return (EBADRPC);
3280         if ((error = SYSCTL_IN(req, &cmd, sizeof(cmd))) != 0)
3281                 return (error);
3282         if (cmd.version != FFS_CMD_VERSION)
3283                 return (ERPCMISMATCH);
3284         if ((error = getvnode(td, cmd.handle,
3285             cap_rights_init_one(&rights, CAP_FSCK), &fp)) != 0)
3286                 return (error);
3287         vp = fp->f_vnode;
3288         if (vp->v_type != VREG && vp->v_type != VDIR) {
3289                 fdrop(fp, td);
3290                 return (EINVAL);
3291         }
3292         vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
3293         if (mp == NULL ||
3294             strncmp(mp->mnt_stat.f_fstypename, "ufs", MFSNAMELEN)) {
3295                 vn_finished_write(mp);
3296                 fdrop(fp, td);
3297                 return (EINVAL);
3298         }
3299         ump = VFSTOUFS(mp);
3300         if (mp->mnt_flag & MNT_RDONLY) {
3301                 vn_finished_write(mp);
3302                 fdrop(fp, td);
3303                 return (EROFS);
3304         }
3305         fs = ump->um_fs;
3306         filetype = IFREG;
3307
3308         switch (oidp->oid_number) {
3309         case FFS_SET_FLAGS:
3310 #ifdef DIAGNOSTIC
3311                 if (fsckcmds)
3312                         printf("%s: %s flags\n", mp->mnt_stat.f_mntonname,
3313                             cmd.size > 0 ? "set" : "clear");
3314 #endif /* DIAGNOSTIC */
3315                 if (cmd.size > 0)
3316                         fs->fs_flags |= (long)cmd.value;
3317                 else
3318                         fs->fs_flags &= ~(long)cmd.value;
3319                 break;
3320
3321         case FFS_ADJ_REFCNT:
3322 #ifdef DIAGNOSTIC
3323                 if (fsckcmds) {
3324                         printf("%s: adjust inode %jd link count by %jd\n",
3325                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
3326                             (intmax_t)cmd.size);
3327                 }
3328 #endif /* DIAGNOSTIC */
3329                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3330                         break;
3331                 ip = VTOI(vp);
3332                 ip->i_nlink += cmd.size;
3333                 DIP_SET_NLINK(ip, ip->i_nlink);
3334                 ip->i_effnlink += cmd.size;
3335                 UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE | IN_MODIFIED);
3336                 error = ffs_update(vp, 1);
3337                 if (DOINGSOFTDEP(vp))
3338                         softdep_change_linkcnt(ip);
3339                 vput(vp);
3340                 break;
3341
3342         case FFS_ADJ_BLKCNT:
3343 #ifdef DIAGNOSTIC
3344                 if (fsckcmds) {
3345                         printf("%s: adjust inode %jd block count by %jd\n",
3346                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
3347                             (intmax_t)cmd.size);
3348                 }
3349 #endif /* DIAGNOSTIC */
3350                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3351                         break;
3352                 ip = VTOI(vp);
3353                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + cmd.size);
3354                 UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE | IN_MODIFIED);
3355                 error = ffs_update(vp, 1);
3356                 vput(vp);
3357                 break;
3358
3359         case FFS_ADJ_DEPTH:
3360 #ifdef DIAGNOSTIC
3361                 if (fsckcmds) {
3362                         printf("%s: adjust directory inode %jd depth by %jd\n",
3363                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
3364                             (intmax_t)cmd.size);
3365                 }
3366 #endif /* DIAGNOSTIC */
3367                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3368                         break;
3369                 if (vp->v_type != VDIR) {
3370                         vput(vp);
3371                         error = ENOTDIR;
3372                         break;
3373                 }
3374                 ip = VTOI(vp);
3375                 DIP_SET(ip, i_dirdepth, DIP(ip, i_dirdepth) + cmd.size);
3376                 UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE | IN_MODIFIED);
3377                 error = ffs_update(vp, 1);
3378                 vput(vp);
3379                 break;
3380
3381         case FFS_SET_SIZE:
3382 #ifdef DIAGNOSTIC
3383                 if (fsckcmds) {
3384                         printf("%s: set inode %jd size to %jd\n",
3385                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
3386                             (intmax_t)cmd.size);
3387                 }
3388 #endif /* DIAGNOSTIC */
3389                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3390                         break;
3391                 ip = VTOI(vp);
3392                 DIP_SET(ip, i_size, cmd.size);
3393                 UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_SIZEMOD | IN_CHANGE | IN_MODIFIED);
3394                 error = ffs_update(vp, 1);
3395                 vput(vp);
3396                 break;
3397
3398         case FFS_DIR_FREE:
3399                 filetype = IFDIR;
3400                 /* fall through */
3401
3402         case FFS_FILE_FREE:
3403 #ifdef DIAGNOSTIC
3404                 if (fsckcmds) {
3405                         if (cmd.size == 1)
3406                                 printf("%s: free %s inode %ju\n",
3407                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
3408                                     filetype == IFDIR ? "directory" : "file",
3409                                     (uintmax_t)cmd.value);
3410                         else
3411                                 printf("%s: free %s inodes %ju-%ju\n",
3412                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
3413                                     filetype == IFDIR ? "directory" : "file",
3414                                     (uintmax_t)cmd.value,
3415                                     (uintmax_t)(cmd.value + cmd.size - 1));
3416                 }
3417 #endif /* DIAGNOSTIC */
3418                 while (cmd.size > 0) {
3419                         if ((error = ffs_freefile(ump, fs, ump->um_devvp,
3420                             cmd.value, filetype, NULL)))
3421                                 break;
3422                         cmd.size -= 1;
3423                         cmd.value += 1;
3424                 }
3425                 break;
3426
3427         case FFS_BLK_FREE:
3428 #ifdef DIAGNOSTIC
3429                 if (fsckcmds) {
3430                         if (cmd.size == 1)
3431                                 printf("%s: free block %jd\n",
3432                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
3433                                     (intmax_t)cmd.value);
3434                         else
3435                                 printf("%s: free blocks %jd-%jd\n",
3436                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
3437                                     (intmax_t)cmd.value,
3438                                     (intmax_t)cmd.value + cmd.size - 1);
3439                 }
3440 #endif /* DIAGNOSTIC */
3441                 blkno = cmd.value;
3442                 blkcnt = cmd.size;
3443                 blksize = fs->fs_frag - (blkno % fs->fs_frag);
3444                 key = ffs_blkrelease_start(ump, ump->um_devvp, UFS_ROOTINO);
3445                 while (blkcnt > 0) {
3446                         if (blkcnt < blksize)
3447                                 blksize = blkcnt;
3448                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp, blkno,
3449                             blksize * fs->fs_fsize, UFS_ROOTINO,
3450                             VDIR, NULL, key);
3451                         blkno += blksize;
3452                         blkcnt -= blksize;
3453                         blksize = fs->fs_frag;
3454                 }
3455                 ffs_blkrelease_finish(ump, key);
3456                 break;
3457
3458         /*
3459          * Adjust superblock summaries.  fsck(8) is expected to
3460          * submit deltas when necessary.
3461          */
3462         case FFS_ADJ_NDIR:
3463 #ifdef DIAGNOSTIC
3464                 if (fsckcmds) {
3465                         printf("%s: adjust number of directories by %jd\n",
3466                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3467                 }
3468 #endif /* DIAGNOSTIC */
3469                 fs->fs_cstotal.cs_ndir += cmd.value;
3470                 break;
3471
3472         case FFS_ADJ_NBFREE:
3473 #ifdef DIAGNOSTIC
3474                 if (fsckcmds) {
3475                         printf("%s: adjust number of free blocks by %+jd\n",
3476                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3477                 }
3478 #endif /* DIAGNOSTIC */
3479                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree += cmd.value;
3480                 break;
3481
3482         case FFS_ADJ_NIFREE:
3483 #ifdef DIAGNOSTIC
3484                 if (fsckcmds) {
3485                         printf("%s: adjust number of free inodes by %+jd\n",
3486                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3487                 }
3488 #endif /* DIAGNOSTIC */
3489                 fs->fs_cstotal.cs_nifree += cmd.value;
3490                 break;
3491
3492         case FFS_ADJ_NFFREE:
3493 #ifdef DIAGNOSTIC
3494                 if (fsckcmds) {
3495                         printf("%s: adjust number of free frags by %+jd\n",
3496                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3497                 }
3498 #endif /* DIAGNOSTIC */
3499                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += cmd.value;
3500                 break;
3501
3502         case FFS_ADJ_NUMCLUSTERS:
3503 #ifdef DIAGNOSTIC
3504                 if (fsckcmds) {
3505                         printf("%s: adjust number of free clusters by %+jd\n",
3506                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3507                 }
3508 #endif /* DIAGNOSTIC */
3509                 fs->fs_cstotal.cs_numclusters += cmd.value;
3510                 break;
3511
3512         case FFS_SET_CWD:
3513 #ifdef DIAGNOSTIC
3514                 if (fsckcmds) {
3515                         printf("%s: set current directory to inode %jd\n",
3516                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3517                 }
3518 #endif /* DIAGNOSTIC */
3519                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_SHARED, &vp)))
3520                         break;
3521                 AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
3522                 if ((error = change_dir(vp, td)) != 0) {
3523                         vput(vp);
3524                         break;
3525                 }
3526                 VOP_UNLOCK(vp);
3527                 pwd_chdir(td, vp);
3528                 break;
3529
3530         case FFS_SET_DOTDOT:
3531 #ifdef DIAGNOSTIC
3532                 if (fsckcmds) {
3533                         printf("%s: change .. in cwd from %jd to %jd\n",
3534                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
3535                             (intmax_t)cmd.size);
3536                 }
3537 #endif /* DIAGNOSTIC */
3538                 /*
3539                  * First we have to get and lock the parent directory
3540                  * to which ".." points.
3541                  */
3542                 error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &fdvp);
3543                 if (error)
3544                         break;
3545                 /*
3546                  * Now we get and lock the child directory containing "..".
3547                  */
3548                 pwd = pwd_hold(td);
3549                 dvp = pwd->pwd_cdir;
3550                 if ((error = vget(dvp, LK_EXCLUSIVE)) != 0) {
3551                         vput(fdvp);
3552                         pwd_drop(pwd);
3553                         break;
3554                 }
3555                 dp = VTOI(dvp);
3556                 SET_I_OFFSET(dp, 12);   /* XXX mastertemplate.dot_reclen */
3557                 error = ufs_dirrewrite(dp, VTOI(fdvp), (ino_t)cmd.size,
3558                     DT_DIR, 0);
3559                 cache_purge(fdvp);
3560                 cache_purge(dvp);
3561                 vput(dvp);
3562                 vput(fdvp);
3563                 pwd_drop(pwd);
3564                 break;
3565
3566         case FFS_UNLINK:
3567 #ifdef DIAGNOSTIC
3568                 if (fsckcmds) {
3569                         char buf[32];
3570
3571                         if (copyinstr((char *)(intptr_t)cmd.value, buf,32,NULL))
3572                                 strncpy(buf, "Name_too_long", 32);
3573                         printf("%s: unlink %s (inode %jd)\n",
3574                             mp->mnt_stat.f_mntonname, buf, (intmax_t)cmd.size);
3575                 }
3576 #endif /* DIAGNOSTIC */
3577                 /*
3578                  * kern_funlinkat will do its own start/finish writes and
3579                  * they do not nest, so drop ours here. Setting mp == NULL
3580                  * indicates that vn_finished_write is not needed down below.
3581                  */
3582                 vn_finished_write(mp);
3583                 mp = NULL;
3584                 error = kern_funlinkat(td, AT_FDCWD,
3585                     (char *)(intptr_t)cmd.value, FD_NONE, UIO_USERSPACE,
3586                     0, (ino_t)cmd.size);
3587                 break;
3588
3589         default:
3590 #ifdef DIAGNOSTIC
3591                 if (fsckcmds) {
3592                         printf("Invalid request %d from fsck\n",
3593                             oidp->oid_number);
3594                 }
3595 #endif /* DIAGNOSTIC */
3596                 error = EINVAL;
3597                 break;
3598         }
3599         fdrop(fp, td);
3600         vn_finished_write(mp);
3601         return (error);
3602 }