]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/ufs/ffs/ffs_alloc.c
After a crash, a file that extends into indirect blocks may end up
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / ufs / ffs / ffs_alloc.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: (BSD-2-Clause-FreeBSD 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  *      @(#)ffs_alloc.c 8.18 (Berkeley) 5/26/95
62  */
63
64 #include <sys/cdefs.h>
65 __FBSDID("$FreeBSD$");
66
67 #include "opt_quota.h"
68
69 #include <sys/param.h>
70 #include <sys/capsicum.h>
71 #include <sys/systm.h>
72 #include <sys/bio.h>
73 #include <sys/buf.h>
74 #include <sys/conf.h>
75 #include <sys/fcntl.h>
76 #include <sys/file.h>
77 #include <sys/filedesc.h>
78 #include <sys/priv.h>
79 #include <sys/proc.h>
80 #include <sys/vnode.h>
81 #include <sys/mount.h>
82 #include <sys/kernel.h>
83 #include <sys/syscallsubr.h>
84 #include <sys/sysctl.h>
85 #include <sys/syslog.h>
86 #include <sys/taskqueue.h>
87
88 #include <security/audit/audit.h>
89
90 #include <geom/geom.h>
91 #include <geom/geom_vfs.h>
92
93 #include <ufs/ufs/dir.h>
94 #include <ufs/ufs/extattr.h>
95 #include <ufs/ufs/quota.h>
96 #include <ufs/ufs/inode.h>
97 #include <ufs/ufs/ufs_extern.h>
98 #include <ufs/ufs/ufsmount.h>
99
100 #include <ufs/ffs/fs.h>
101 #include <ufs/ffs/ffs_extern.h>
102 #include <ufs/ffs/softdep.h>
103
104 typedef ufs2_daddr_t allocfcn_t(struct inode *ip, u_int cg, ufs2_daddr_t bpref,
105                                   int size, int rsize);
106
107 static ufs2_daddr_t ffs_alloccg(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int, int);
108 static ufs2_daddr_t
109               ffs_alloccgblk(struct inode *, struct buf *, ufs2_daddr_t, int);
110 static void     ffs_blkfree_cg(struct ufsmount *, struct fs *,
111                     struct vnode *, ufs2_daddr_t, long, ino_t,
112                     struct workhead *);
113 #ifdef INVARIANTS
114 static int      ffs_checkblk(struct inode *, ufs2_daddr_t, long);
115 #endif
116 static ufs2_daddr_t ffs_clusteralloc(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int);
117 static ino_t    ffs_dirpref(struct inode *);
118 static ufs2_daddr_t ffs_fragextend(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t,
119                     int, int);
120 static ufs2_daddr_t     ffs_hashalloc
121                 (struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int, int, allocfcn_t *);
122 static ufs2_daddr_t ffs_nodealloccg(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int,
123                     int);
124 static ufs1_daddr_t ffs_mapsearch(struct fs *, struct cg *, ufs2_daddr_t, int);
125 static int      ffs_reallocblks_ufs1(struct vop_reallocblks_args *);
126 static int      ffs_reallocblks_ufs2(struct vop_reallocblks_args *);
127 static void     ffs_ckhash_cg(struct buf *);
128
129 /*
130  * Allocate a block in the filesystem.
131  *
132  * The size of the requested block is given, which must be some
133  * multiple of fs_fsize and <= fs_bsize.
134  * A preference may be optionally specified. If a preference is given
135  * the following hierarchy is used to allocate a block:
136  *   1) allocate the requested block.
137  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
138  *   3) allocate a block in the same cylinder group.
139  *   4) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
140  *      available block is located.
141  * If no block preference is given the following hierarchy is used
142  * to allocate a block:
143  *   1) allocate a block in the cylinder group that contains the
144  *      inode for the file.
145  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
146  *      available block is located.
147  */
148 int
149 ffs_alloc(ip, lbn, bpref, size, flags, cred, bnp)
150         struct inode *ip;
151         ufs2_daddr_t lbn, bpref;
152         int size, flags;
153         struct ucred *cred;
154         ufs2_daddr_t *bnp;
155 {
156         struct fs *fs;
157         struct ufsmount *ump;
158         ufs2_daddr_t bno;
159         u_int cg, reclaimed;
160         static struct timeval lastfail;
161         static int curfail;
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 ((u_int)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                         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
207                 else
208                         ip->i_flag |= 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         UFS_UNLOCK(ump);
227         if (reclaimed > 0 && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
228                 ffs_fserr(fs, ip->i_number, "filesystem full");
229                 uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n",
230                     fs->fs_fsmnt);
231         }
232         return (ENOSPC);
233 }
234
235 /*
236  * Reallocate a fragment to a bigger size
237  *
238  * The number and size of the old block is given, and a preference
239  * and new size is also specified. The allocator attempts to extend
240  * the original block. Failing that, the regular block allocator is
241  * invoked to get an appropriate block.
242  */
243 int
244 ffs_realloccg(ip, lbprev, bprev, bpref, osize, nsize, flags, cred, bpp)
245         struct inode *ip;
246         ufs2_daddr_t lbprev;
247         ufs2_daddr_t bprev;
248         ufs2_daddr_t bpref;
249         int osize, nsize, flags;
250         struct ucred *cred;
251         struct buf **bpp;
252 {
253         struct vnode *vp;
254         struct fs *fs;
255         struct buf *bp;
256         struct ufsmount *ump;
257         u_int cg, request, reclaimed;
258         int error, gbflags;
259         ufs2_daddr_t bno;
260         static struct timeval lastfail;
261         static int curfail;
262         int64_t delta;
263
264         vp = ITOV(ip);
265         ump = ITOUMP(ip);
266         fs = ump->um_fs;
267         bp = NULL;
268         gbflags = (flags & BA_UNMAPPED) != 0 ? GB_UNMAPPED : 0;
269
270         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
271 #ifdef INVARIANTS
272         if (vp->v_mount->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPENDED)
273                 panic("ffs_realloccg: allocation on suspended filesystem");
274         if ((u_int)osize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, osize) != 0 ||
275             (u_int)nsize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, nsize) != 0) {
276                 printf(
277                 "dev = %s, bsize = %ld, osize = %d, nsize = %d, fs = %s\n",
278                     devtoname(ump->um_dev), (long)fs->fs_bsize, osize,
279                     nsize, fs->fs_fsmnt);
280                 panic("ffs_realloccg: bad size");
281         }
282         if (cred == NOCRED)
283                 panic("ffs_realloccg: missing credential");
284 #endif /* INVARIANTS */
285         reclaimed = 0;
286 retry:
287         if (priv_check_cred(cred, PRIV_VFS_BLOCKRESERVE) &&
288             freespace(fs, fs->fs_minfree) -  numfrags(fs, nsize - osize) < 0) {
289                 goto nospace;
290         }
291         if (bprev == 0) {
292                 printf("dev = %s, bsize = %ld, bprev = %jd, fs = %s\n",
293                     devtoname(ump->um_dev), (long)fs->fs_bsize, (intmax_t)bprev,
294                     fs->fs_fsmnt);
295                 panic("ffs_realloccg: bad bprev");
296         }
297         UFS_UNLOCK(ump);
298         /*
299          * Allocate the extra space in the buffer.
300          */
301         error = bread_gb(vp, lbprev, osize, NOCRED, gbflags, &bp);
302         if (error) {
303                 brelse(bp);
304                 return (error);
305         }
306
307         if (bp->b_blkno == bp->b_lblkno) {
308                 if (lbprev >= UFS_NDADDR)
309                         panic("ffs_realloccg: lbprev out of range");
310                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, bprev);
311         }
312
313 #ifdef QUOTA
314         error = chkdq(ip, btodb(nsize - osize), cred, 0);
315         if (error) {
316                 brelse(bp);
317                 return (error);
318         }
319 #endif
320         /*
321          * Check for extension in the existing location.
322          */
323         *bpp = NULL;
324         cg = dtog(fs, bprev);
325         UFS_LOCK(ump);
326         bno = ffs_fragextend(ip, cg, bprev, osize, nsize);
327         if (bno) {
328                 if (bp->b_blkno != fsbtodb(fs, bno))
329                         panic("ffs_realloccg: bad blockno");
330                 delta = btodb(nsize - osize);
331                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
332                 if (flags & IO_EXT)
333                         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
334                 else
335                         ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
336                 allocbuf(bp, nsize);
337                 bp->b_flags |= B_DONE;
338                 vfs_bio_bzero_buf(bp, osize, nsize - osize);
339                 if ((bp->b_flags & (B_MALLOC | B_VMIO)) == B_VMIO)
340                         vfs_bio_set_valid(bp, osize, nsize - osize);
341                 *bpp = bp;
342                 return (0);
343         }
344         /*
345          * Allocate a new disk location.
346          */
347         if (bpref >= fs->fs_size)
348                 bpref = 0;
349         switch ((int)fs->fs_optim) {
350         case FS_OPTSPACE:
351                 /*
352                  * Allocate an exact sized fragment. Although this makes
353                  * best use of space, we will waste time relocating it if
354                  * the file continues to grow. If the fragmentation is
355                  * less than half of the minimum free reserve, we choose
356                  * to begin optimizing for time.
357                  */
358                 request = nsize;
359                 if (fs->fs_minfree <= 5 ||
360                     fs->fs_cstotal.cs_nffree >
361                     (off_t)fs->fs_dsize * fs->fs_minfree / (2 * 100))
362                         break;
363                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from SPACE to TIME\n",
364                         fs->fs_fsmnt);
365                 fs->fs_optim = FS_OPTTIME;
366                 break;
367         case FS_OPTTIME:
368                 /*
369                  * At this point we have discovered a file that is trying to
370                  * grow a small fragment to a larger fragment. To save time,
371                  * we allocate a full sized block, then free the unused portion.
372                  * If the file continues to grow, the `ffs_fragextend' call
373                  * above will be able to grow it in place without further
374                  * copying. If aberrant programs cause disk fragmentation to
375                  * grow within 2% of the free reserve, we choose to begin
376                  * optimizing for space.
377                  */
378                 request = fs->fs_bsize;
379                 if (fs->fs_cstotal.cs_nffree <
380                     (off_t)fs->fs_dsize * (fs->fs_minfree - 2) / 100)
381                         break;
382                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from TIME to SPACE\n",
383                         fs->fs_fsmnt);
384                 fs->fs_optim = FS_OPTSPACE;
385                 break;
386         default:
387                 printf("dev = %s, optim = %ld, fs = %s\n",
388                     devtoname(ump->um_dev), (long)fs->fs_optim, fs->fs_fsmnt);
389                 panic("ffs_realloccg: bad optim");
390                 /* NOTREACHED */
391         }
392         bno = ffs_hashalloc(ip, cg, bpref, request, nsize, ffs_alloccg);
393         if (bno > 0) {
394                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, bno);
395                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
396                         /*
397                          * The usual case is that a smaller fragment that
398                          * was just allocated has been replaced with a bigger
399                          * fragment or a full-size block. If it is marked as
400                          * B_DELWRI, the current contents have not been written
401                          * to disk. It is possible that the block was written
402                          * earlier, but very uncommon. If the block has never
403                          * been written, there is no need to send a BIO_DELETE
404                          * for it when it is freed. The gain from avoiding the
405                          * TRIMs for the common case of unwritten blocks far
406                          * exceeds the cost of the write amplification for the
407                          * uncommon case of failing to send a TRIM for a block
408                          * that had been written.
409                          */
410                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp, bprev, (long)osize,
411                             ip->i_number, vp->v_type, NULL,
412                             (bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 ?
413                             NOTRIM_KEY : SINGLETON_KEY);
414                 delta = btodb(nsize - osize);
415                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
416                 if (flags & IO_EXT)
417                         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
418                 else
419                         ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
420                 allocbuf(bp, nsize);
421                 bp->b_flags |= B_DONE;
422                 vfs_bio_bzero_buf(bp, osize, nsize - osize);
423                 if ((bp->b_flags & (B_MALLOC | B_VMIO)) == B_VMIO)
424                         vfs_bio_set_valid(bp, osize, nsize - osize);
425                 *bpp = bp;
426                 return (0);
427         }
428 #ifdef QUOTA
429         UFS_UNLOCK(ump);
430         /*
431          * Restore user's disk quota because allocation failed.
432          */
433         (void) chkdq(ip, -btodb(nsize - osize), cred, FORCE);
434         UFS_LOCK(ump);
435 #endif
436 nospace:
437         /*
438          * no space available
439          */
440         if (reclaimed == 0 && (flags & IO_BUFLOCKED) == 0) {
441                 reclaimed = 1;
442                 UFS_UNLOCK(ump);
443                 if (bp) {
444                         brelse(bp);
445                         bp = NULL;
446                 }
447                 UFS_LOCK(ump);
448                 softdep_request_cleanup(fs, vp, cred, FLUSH_BLOCKS_WAIT);
449                 goto retry;
450         }
451         UFS_UNLOCK(ump);
452         if (bp)
453                 brelse(bp);
454         if (reclaimed > 0 && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
455                 ffs_fserr(fs, ip->i_number, "filesystem full");
456                 uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n",
457                     fs->fs_fsmnt);
458         }
459         return (ENOSPC);
460 }
461
462 /*
463  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
464  *
465  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
466  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
467  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible
468  * from the end of the allocation for the logical block immediately
469  * preceding the current range. If successful, the physical block numbers
470  * in the buffer pointers and in the inode are changed to reflect the new
471  * allocation. If unsuccessful, the allocation is left unchanged. The
472  * success in doing the reallocation is returned. Note that the error
473  * return is not reflected back to the user. Rather the previous block
474  * allocation will be used.
475  */
476
477 SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, ffs, CTLFLAG_RW, 0, "FFS filesystem");
478
479 static int doasyncfree = 1;
480 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0,
481 "do not force synchronous writes when blocks are reallocated");
482
483 static int doreallocblks = 1;
484 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doreallocblks, CTLFLAG_RW, &doreallocblks, 0,
485 "enable block reallocation");
486
487 static int dotrimcons = 1;
488 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, dotrimcons, CTLFLAG_RWTUN, &dotrimcons, 0,
489 "enable BIO_DELETE / TRIM consolidation");
490
491 static int maxclustersearch = 10;
492 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, maxclustersearch, CTLFLAG_RW, &maxclustersearch,
493 0, "max number of cylinder group to search for contigous blocks");
494
495 #ifdef DEBUG
496 static volatile int prtrealloc = 0;
497 #endif
498
499 int
500 ffs_reallocblks(ap)
501         struct vop_reallocblks_args /* {
502                 struct vnode *a_vp;
503                 struct cluster_save *a_buflist;
504         } */ *ap;
505 {
506         struct ufsmount *ump;
507
508         /*
509          * We used to skip reallocating the blocks of a file into a
510          * contiguous sequence if the underlying flash device requested
511          * BIO_DELETE notifications, because devices that benefit from
512          * BIO_DELETE also benefit from not moving the data. However,
513          * the destination for the data is usually moved before the data
514          * is written to the initially allocated location, so we rarely
515          * suffer the penalty of extra writes. With the addition of the
516          * consolidation of contiguous blocks into single BIO_DELETE
517          * operations, having fewer but larger contiguous blocks reduces
518          * the number of (slow and expensive) BIO_DELETE operations. So
519          * when doing BIO_DELETE consolidation, we do block reallocation.
520          *
521          * Skip if reallocblks has been disabled globally.
522          */
523         ump = ap->a_vp->v_mount->mnt_data;
524         if ((((ump->um_flags) & UM_CANDELETE) != 0 && dotrimcons == 0) ||
525             doreallocblks == 0)
526                 return (ENOSPC);
527
528         /*
529          * We can't wait in softdep prealloc as it may fsync and recurse
530          * here.  Instead we simply fail to reallocate blocks if this
531          * rare condition arises.
532          */
533         if (DOINGSOFTDEP(ap->a_vp))
534                 if (softdep_prealloc(ap->a_vp, MNT_NOWAIT) != 0)
535                         return (ENOSPC);
536         if (ump->um_fstype == UFS1)
537                 return (ffs_reallocblks_ufs1(ap));
538         return (ffs_reallocblks_ufs2(ap));
539 }
540         
541 static int
542 ffs_reallocblks_ufs1(ap)
543         struct vop_reallocblks_args /* {
544                 struct vnode *a_vp;
545                 struct cluster_save *a_buflist;
546         } */ *ap;
547 {
548         struct fs *fs;
549         struct inode *ip;
550         struct vnode *vp;
551         struct buf *sbp, *ebp, *bp;
552         ufs1_daddr_t *bap, *sbap, *ebap;
553         struct cluster_save *buflist;
554         struct ufsmount *ump;
555         ufs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
556         ufs1_daddr_t soff, newblk, blkno;
557         ufs2_daddr_t pref;
558         struct indir start_ap[UFS_NIADDR + 1], end_ap[UFS_NIADDR + 1], *idp;
559         int i, cg, len, start_lvl, end_lvl, ssize;
560
561         vp = ap->a_vp;
562         ip = VTOI(vp);
563         ump = ITOUMP(ip);
564         fs = ump->um_fs;
565         /*
566          * If we are not tracking block clusters or if we have less than 4%
567          * free blocks left, then do not attempt to cluster. Running with
568          * less than 5% free block reserve is not recommended and those that
569          * choose to do so do not expect to have good file layout.
570          */
571         if (fs->fs_contigsumsize <= 0 || freespace(fs, 4) < 0)
572                 return (ENOSPC);
573         buflist = ap->a_buflist;
574         len = buflist->bs_nchildren;
575         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
576         end_lbn = start_lbn + len - 1;
577 #ifdef INVARIANTS
578         for (i = 0; i < len; i++)
579                 if (!ffs_checkblk(ip,
580                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
581                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
582         for (i = 1; i < len; i++)
583                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
584                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
585         blkno = buflist->bs_children[0]->b_blkno;
586         ssize = fsbtodb(fs, fs->fs_frag);
587         for (i = 1; i < len - 1; i++)
588                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != blkno + (i * ssize))
589                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
590 #endif
591         /*
592          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
593          * block, leave space for the indirect block. Indirect blocks
594          * are initially laid out in a position after the last direct
595          * block. Block reallocation would usually destroy locality by
596          * moving the indirect block out of the way to make room for
597          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
598          * this for other indirect block boundaries, but it is only
599          * important for the first one.
600          */
601         if (start_lbn < UFS_NDADDR && end_lbn >= UFS_NDADDR)
602                 return (ENOSPC);
603         /*
604          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
605          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
606          * the previous cylinder group.
607          */
608         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
609             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
610                 return (ENOSPC);
611         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
612             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
613                 return (ENOSPC);
614         /*
615          * Get the starting offset and block map for the first block.
616          */
617         if (start_lvl == 0) {
618                 sbap = &ip->i_din1->di_db[0];
619                 soff = start_lbn;
620         } else {
621                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
622                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
623                         brelse(sbp);
624                         return (ENOSPC);
625                 }
626                 sbap = (ufs1_daddr_t *)sbp->b_data;
627                 soff = idp->in_off;
628         }
629         /*
630          * If the block range spans two block maps, get the second map.
631          */
632         ebap = NULL;
633         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
634                 ssize = len;
635         } else {
636 #ifdef INVARIANTS
637                 if (start_lvl > 0 &&
638                     start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
639                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
640 #endif
641                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
642                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &ebp))
643                         goto fail;
644                 ebap = (ufs1_daddr_t *)ebp->b_data;
645         }
646         /*
647          * Find the preferred location for the cluster. If we have not
648          * previously failed at this endeavor, then follow our standard
649          * preference calculation. If we have failed at it, then pick up
650          * where we last ended our search.
651          */
652         UFS_LOCK(ump);
653         if (ip->i_nextclustercg == -1)
654                 pref = ffs_blkpref_ufs1(ip, start_lbn, soff, sbap);
655         else
656                 pref = cgdata(fs, ip->i_nextclustercg);
657         /*
658          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
659          * To avoid wasting too much time, we limit the number of cylinder
660          * groups that we will search.
661          */
662         cg = dtog(fs, pref);
663         for (i = min(maxclustersearch, fs->fs_ncg); i > 0; i--) {
664                 if ((newblk = ffs_clusteralloc(ip, cg, pref, len)) != 0)
665                         break;
666                 cg += 1;
667                 if (cg >= fs->fs_ncg)
668                         cg = 0;
669         }
670         /*
671          * If we have failed in our search, record where we gave up for
672          * next time. Otherwise, fall back to our usual search citerion.
673          */
674         if (newblk == 0) {
675                 ip->i_nextclustercg = cg;
676                 UFS_UNLOCK(ump);
677                 goto fail;
678         }
679         ip->i_nextclustercg = -1;
680         /*
681          * We have found a new contiguous block.
682          *
683          * First we have to replace the old block pointers with the new
684          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
685          * with the file.
686          */
687 #ifdef DEBUG
688         if (prtrealloc)
689                 printf("realloc: ino %ju, lbns %jd-%jd\n\told:",
690                     (uintmax_t)ip->i_number,
691                     (intmax_t)start_lbn, (intmax_t)end_lbn);
692 #endif
693         blkno = newblk;
694         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
695                 if (i == ssize) {
696                         bap = ebap;
697                         soff = -i;
698                 }
699 #ifdef INVARIANTS
700                 if (!ffs_checkblk(ip,
701                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
702                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
703                 if (dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno) != *bap)
704                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
705 #endif
706 #ifdef DEBUG
707                 if (prtrealloc)
708                         printf(" %d,", *bap);
709 #endif
710                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
711                         if (sbap == &ip->i_din1->di_db[0] && i < ssize)
712                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
713                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
714                                     buflist->bs_children[i]);
715                         else
716                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
717                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
718                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
719                 }
720                 *bap++ = blkno;
721         }
722         /*
723          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
724          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
725          * the old block values may have been written to disk. In practise
726          * they are almost never written, but if we are concerned about
727          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
728          *
729          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
730          * that shows whether the associated buffers and inodes have
731          * been written. The flag should be set when the cluster is
732          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
733          * We can then check below to see if it is set, and do the
734          * synchronous write only when it has been cleared.
735          */
736         if (sbap != &ip->i_din1->di_db[0]) {
737                 if (doasyncfree)
738                         bdwrite(sbp);
739                 else
740                         bwrite(sbp);
741         } else {
742                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
743                 if (!doasyncfree)
744                         ffs_update(vp, 1);
745         }
746         if (ssize < len) {
747                 if (doasyncfree)
748                         bdwrite(ebp);
749                 else
750                         bwrite(ebp);
751         }
752         /*
753          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
754          */
755 #ifdef DEBUG
756         if (prtrealloc)
757                 printf("\n\tnew:");
758 #endif
759         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
760                 bp = buflist->bs_children[i];
761                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
762                         /*
763                          * The usual case is that a set of N-contiguous blocks
764                          * that was just allocated has been replaced with a
765                          * set of N+1-contiguous blocks. If they are marked as
766                          * B_DELWRI, the current contents have not been written
767                          * to disk. It is possible that the blocks were written
768                          * earlier, but very uncommon. If the blocks have never
769                          * been written, there is no need to send a BIO_DELETE
770                          * for them when they are freed. The gain from avoiding
771                          * the TRIMs for the common case of unwritten blocks
772                          * far exceeds the cost of the write amplification for
773                          * the uncommon case of failing to send a TRIM for the
774                          * blocks that had been written.
775                          */
776                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp,
777                             dbtofsb(fs, bp->b_blkno),
778                             fs->fs_bsize, ip->i_number, vp->v_type, NULL,
779                             (bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 ?
780                             NOTRIM_KEY : SINGLETON_KEY);
781                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
782 #ifdef INVARIANTS
783                 if (!ffs_checkblk(ip, dbtofsb(fs, bp->b_blkno), fs->fs_bsize))
784                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
785 #endif
786 #ifdef DEBUG
787                 if (prtrealloc)
788                         printf(" %d,", blkno);
789 #endif
790         }
791 #ifdef DEBUG
792         if (prtrealloc) {
793                 prtrealloc--;
794                 printf("\n");
795         }
796 #endif
797         return (0);
798
799 fail:
800         if (ssize < len)
801                 brelse(ebp);
802         if (sbap != &ip->i_din1->di_db[0])
803                 brelse(sbp);
804         return (ENOSPC);
805 }
806
807 static int
808 ffs_reallocblks_ufs2(ap)
809         struct vop_reallocblks_args /* {
810                 struct vnode *a_vp;
811                 struct cluster_save *a_buflist;
812         } */ *ap;
813 {
814         struct fs *fs;
815         struct inode *ip;
816         struct vnode *vp;
817         struct buf *sbp, *ebp, *bp;
818         ufs2_daddr_t *bap, *sbap, *ebap;
819         struct cluster_save *buflist;
820         struct ufsmount *ump;
821         ufs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
822         ufs2_daddr_t soff, newblk, blkno, pref;
823         struct indir start_ap[UFS_NIADDR + 1], end_ap[UFS_NIADDR + 1], *idp;
824         int i, cg, len, start_lvl, end_lvl, ssize;
825
826         vp = ap->a_vp;
827         ip = VTOI(vp);
828         ump = ITOUMP(ip);
829         fs = ump->um_fs;
830         /*
831          * If we are not tracking block clusters or if we have less than 4%
832          * free blocks left, then do not attempt to cluster. Running with
833          * less than 5% free block reserve is not recommended and those that
834          * choose to do so do not expect to have good file layout.
835          */
836         if (fs->fs_contigsumsize <= 0 || freespace(fs, 4) < 0)
837                 return (ENOSPC);
838         buflist = ap->a_buflist;
839         len = buflist->bs_nchildren;
840         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
841         end_lbn = start_lbn + len - 1;
842 #ifdef INVARIANTS
843         for (i = 0; i < len; i++)
844                 if (!ffs_checkblk(ip,
845                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
846                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
847         for (i = 1; i < len; i++)
848                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
849                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
850         blkno = buflist->bs_children[0]->b_blkno;
851         ssize = fsbtodb(fs, fs->fs_frag);
852         for (i = 1; i < len - 1; i++)
853                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != blkno + (i * ssize))
854                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
855 #endif
856         /*
857          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
858          * block, do not move anything in it. Indirect blocks are
859          * usually initially laid out in a position between the data
860          * blocks. Block reallocation would usually destroy locality by
861          * moving the indirect block out of the way to make room for
862          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
863          * this for other indirect block boundaries, but it is only
864          * important for the first one.
865          */
866         if (start_lbn < UFS_NDADDR && end_lbn >= UFS_NDADDR)
867                 return (ENOSPC);
868         /*
869          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
870          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
871          * the previous cylinder group.
872          */
873         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
874             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
875                 return (ENOSPC);
876         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
877             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
878                 return (ENOSPC);
879         /*
880          * Get the starting offset and block map for the first block.
881          */
882         if (start_lvl == 0) {
883                 sbap = &ip->i_din2->di_db[0];
884                 soff = start_lbn;
885         } else {
886                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
887                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
888                         brelse(sbp);
889                         return (ENOSPC);
890                 }
891                 sbap = (ufs2_daddr_t *)sbp->b_data;
892                 soff = idp->in_off;
893         }
894         /*
895          * If the block range spans two block maps, get the second map.
896          */
897         ebap = NULL;
898         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
899                 ssize = len;
900         } else {
901 #ifdef INVARIANTS
902                 if (start_lvl > 0 &&
903                     start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
904                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
905 #endif
906                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
907                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &ebp))
908                         goto fail;
909                 ebap = (ufs2_daddr_t *)ebp->b_data;
910         }
911         /*
912          * Find the preferred location for the cluster. If we have not
913          * previously failed at this endeavor, then follow our standard
914          * preference calculation. If we have failed at it, then pick up
915          * where we last ended our search.
916          */
917         UFS_LOCK(ump);
918         if (ip->i_nextclustercg == -1)
919                 pref = ffs_blkpref_ufs2(ip, start_lbn, soff, sbap);
920         else
921                 pref = cgdata(fs, ip->i_nextclustercg);
922         /*
923          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
924          * To avoid wasting too much time, we limit the number of cylinder
925          * groups that we will search.
926          */
927         cg = dtog(fs, pref);
928         for (i = min(maxclustersearch, fs->fs_ncg); i > 0; i--) {
929                 if ((newblk = ffs_clusteralloc(ip, cg, pref, len)) != 0)
930                         break;
931                 cg += 1;
932                 if (cg >= fs->fs_ncg)
933                         cg = 0;
934         }
935         /*
936          * If we have failed in our search, record where we gave up for
937          * next time. Otherwise, fall back to our usual search citerion.
938          */
939         if (newblk == 0) {
940                 ip->i_nextclustercg = cg;
941                 UFS_UNLOCK(ump);
942                 goto fail;
943         }
944         ip->i_nextclustercg = -1;
945         /*
946          * We have found a new contiguous block.
947          *
948          * First we have to replace the old block pointers with the new
949          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
950          * with the file.
951          */
952 #ifdef DEBUG
953         if (prtrealloc)
954                 printf("realloc: ino %ju, lbns %jd-%jd\n\told:", (uintmax_t)ip->i_number,
955                     (intmax_t)start_lbn, (intmax_t)end_lbn);
956 #endif
957         blkno = newblk;
958         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
959                 if (i == ssize) {
960                         bap = ebap;
961                         soff = -i;
962                 }
963 #ifdef INVARIANTS
964                 if (!ffs_checkblk(ip,
965                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
966                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
967                 if (dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno) != *bap)
968                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
969 #endif
970 #ifdef DEBUG
971                 if (prtrealloc)
972                         printf(" %jd,", (intmax_t)*bap);
973 #endif
974                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
975                         if (sbap == &ip->i_din2->di_db[0] && i < ssize)
976                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
977                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
978                                     buflist->bs_children[i]);
979                         else
980                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
981                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
982                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
983                 }
984                 *bap++ = blkno;
985         }
986         /*
987          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
988          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
989          * the old block values may have been written to disk. In practise
990          * they are almost never written, but if we are concerned about
991          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
992          *
993          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
994          * that shows whether the associated buffers and inodes have
995          * been written. The flag should be set when the cluster is
996          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
997          * We can then check below to see if it is set, and do the
998          * synchronous write only when it has been cleared.
999          */
1000         if (sbap != &ip->i_din2->di_db[0]) {
1001                 if (doasyncfree)
1002                         bdwrite(sbp);
1003                 else
1004                         bwrite(sbp);
1005         } else {
1006                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
1007                 if (!doasyncfree)
1008                         ffs_update(vp, 1);
1009         }
1010         if (ssize < len) {
1011                 if (doasyncfree)
1012                         bdwrite(ebp);
1013                 else
1014                         bwrite(ebp);
1015         }
1016         /*
1017          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
1018          */
1019 #ifdef DEBUG
1020         if (prtrealloc)
1021                 printf("\n\tnew:");
1022 #endif
1023         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
1024                 bp = buflist->bs_children[i];
1025                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
1026                         /*
1027                          * The usual case is that a set of N-contiguous blocks
1028                          * that was just allocated has been replaced with a
1029                          * set of N+1-contiguous blocks. If they are marked as
1030                          * B_DELWRI, the current contents have not been written
1031                          * to disk. It is possible that the blocks were written
1032                          * earlier, but very uncommon. If the blocks have never
1033                          * been written, there is no need to send a BIO_DELETE
1034                          * for them when they are freed. The gain from avoiding
1035                          * the TRIMs for the common case of unwritten blocks
1036                          * far exceeds the cost of the write amplification for
1037                          * the uncommon case of failing to send a TRIM for the
1038                          * blocks that had been written.
1039                          */
1040                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp,
1041                             dbtofsb(fs, bp->b_blkno),
1042                             fs->fs_bsize, ip->i_number, vp->v_type, NULL,
1043                             (bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 ?
1044                             NOTRIM_KEY : SINGLETON_KEY);
1045                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
1046 #ifdef INVARIANTS
1047                 if (!ffs_checkblk(ip, dbtofsb(fs, bp->b_blkno), fs->fs_bsize))
1048                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
1049 #endif
1050 #ifdef DEBUG
1051                 if (prtrealloc)
1052                         printf(" %jd,", (intmax_t)blkno);
1053 #endif
1054         }
1055 #ifdef DEBUG
1056         if (prtrealloc) {
1057                 prtrealloc--;
1058                 printf("\n");
1059         }
1060 #endif
1061         return (0);
1062
1063 fail:
1064         if (ssize < len)
1065                 brelse(ebp);
1066         if (sbap != &ip->i_din2->di_db[0])
1067                 brelse(sbp);
1068         return (ENOSPC);
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Allocate an inode in the filesystem.
1073  *
1074  * If allocating a directory, use ffs_dirpref to select the inode.
1075  * If allocating in a directory, the following hierarchy is followed:
1076  *   1) allocate the preferred inode.
1077  *   2) allocate an inode in the same cylinder group.
1078  *   3) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
1079  *      available inode is located.
1080  * If no inode preference is given the following hierarchy is used
1081  * to allocate an inode:
1082  *   1) allocate an inode in cylinder group 0.
1083  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
1084  *      available inode is located.
1085  */
1086 int
1087 ffs_valloc(pvp, mode, cred, vpp)
1088         struct vnode *pvp;
1089         int mode;
1090         struct ucred *cred;
1091         struct vnode **vpp;
1092 {
1093         struct inode *pip;
1094         struct fs *fs;
1095         struct inode *ip;
1096         struct timespec ts;
1097         struct ufsmount *ump;
1098         ino_t ino, ipref;
1099         u_int cg;
1100         int error, error1, reclaimed;
1101         static struct timeval lastfail;
1102         static int curfail;
1103
1104         *vpp = NULL;
1105         pip = VTOI(pvp);
1106         ump = ITOUMP(pip);
1107         fs = ump->um_fs;
1108
1109         UFS_LOCK(ump);
1110         reclaimed = 0;
1111 retry:
1112         if (fs->fs_cstotal.cs_nifree == 0)
1113                 goto noinodes;
1114
1115         if ((mode & IFMT) == IFDIR)
1116                 ipref = ffs_dirpref(pip);
1117         else
1118                 ipref = pip->i_number;
1119         if (ipref >= fs->fs_ncg * fs->fs_ipg)
1120                 ipref = 0;
1121         cg = ino_to_cg(fs, ipref);
1122         /*
1123          * Track number of dirs created one after another
1124          * in a same cg without intervening by files.
1125          */
1126         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1127                 if (fs->fs_contigdirs[cg] < 255)
1128                         fs->fs_contigdirs[cg]++;
1129         } else {
1130                 if (fs->fs_contigdirs[cg] > 0)
1131                         fs->fs_contigdirs[cg]--;
1132         }
1133         ino = (ino_t)ffs_hashalloc(pip, cg, ipref, mode, 0,
1134                                         (allocfcn_t *)ffs_nodealloccg);
1135         if (ino == 0)
1136                 goto noinodes;
1137         error = ffs_vget(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp);
1138         if (error) {
1139                 error1 = ffs_vgetf(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp,
1140                     FFSV_FORCEINSMQ);
1141                 ffs_vfree(pvp, ino, mode);
1142                 if (error1 == 0) {
1143                         ip = VTOI(*vpp);
1144                         if (ip->i_mode)
1145                                 goto dup_alloc;
1146                         ip->i_flag |= IN_MODIFIED;
1147                         vput(*vpp);
1148                 }
1149                 return (error);
1150         }
1151         ip = VTOI(*vpp);
1152         if (ip->i_mode) {
1153 dup_alloc:
1154                 printf("mode = 0%o, inum = %ju, fs = %s\n",
1155                     ip->i_mode, (uintmax_t)ip->i_number, fs->fs_fsmnt);
1156                 panic("ffs_valloc: dup alloc");
1157         }
1158         if (DIP(ip, i_blocks) && (fs->fs_flags & FS_UNCLEAN) == 0) {  /* XXX */
1159                 printf("free inode %s/%lu had %ld blocks\n",
1160                     fs->fs_fsmnt, (u_long)ino, (long)DIP(ip, i_blocks));
1161                 DIP_SET(ip, i_blocks, 0);
1162         }
1163         ip->i_flags = 0;
1164         DIP_SET(ip, i_flags, 0);
1165         /*
1166          * Set up a new generation number for this inode.
1167          */
1168         while (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
1169                 ip->i_gen = arc4random();
1170         DIP_SET(ip, i_gen, ip->i_gen);
1171         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC) {
1172                 vfs_timestamp(&ts);
1173                 ip->i_din2->di_birthtime = ts.tv_sec;
1174                 ip->i_din2->di_birthnsec = ts.tv_nsec;
1175         }
1176         ufs_prepare_reclaim(*vpp);
1177         ip->i_flag = 0;
1178         (*vpp)->v_vflag = 0;
1179         (*vpp)->v_type = VNON;
1180         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC) {
1181                 (*vpp)->v_op = &ffs_vnodeops2;
1182                 ip->i_flag |= IN_UFS2;
1183         } else {
1184                 (*vpp)->v_op = &ffs_vnodeops1;
1185         }
1186         return (0);
1187 noinodes:
1188         if (reclaimed == 0) {
1189                 reclaimed = 1;
1190                 softdep_request_cleanup(fs, pvp, cred, FLUSH_INODES_WAIT);
1191                 goto retry;
1192         }
1193         UFS_UNLOCK(ump);
1194         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
1195                 ffs_fserr(fs, pip->i_number, "out of inodes");
1196                 uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n",
1197                     fs->fs_fsmnt);
1198         }
1199         return (ENOSPC);
1200 }
1201
1202 /*
1203  * Find a cylinder group to place a directory.
1204  *
1205  * The policy implemented by this algorithm is to allocate a
1206  * directory inode in the same cylinder group as its parent
1207  * directory, but also to reserve space for its files inodes
1208  * and data. Restrict the number of directories which may be
1209  * allocated one after another in the same cylinder group
1210  * without intervening allocation of files.
1211  *
1212  * If we allocate a first level directory then force allocation
1213  * in another cylinder group.
1214  */
1215 static ino_t
1216 ffs_dirpref(pip)
1217         struct inode *pip;
1218 {
1219         struct fs *fs;
1220         int cg, prefcg, dirsize, cgsize;
1221         u_int avgifree, avgbfree, avgndir, curdirsize;
1222         u_int minifree, minbfree, maxndir;
1223         u_int mincg, minndir;
1224         u_int maxcontigdirs;
1225
1226         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(pip)), MA_OWNED);
1227         fs = ITOFS(pip);
1228
1229         avgifree = fs->fs_cstotal.cs_nifree / fs->fs_ncg;
1230         avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1231         avgndir = fs->fs_cstotal.cs_ndir / fs->fs_ncg;
1232
1233         /*
1234          * Force allocation in another cg if creating a first level dir.
1235          */
1236         ASSERT_VOP_LOCKED(ITOV(pip), "ffs_dirpref");
1237         if (ITOV(pip)->v_vflag & VV_ROOT) {
1238                 prefcg = arc4random() % fs->fs_ncg;
1239                 mincg = prefcg;
1240                 minndir = fs->fs_ipg;
1241                 for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1242                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
1243                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree &&
1244                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1245                                 mincg = cg;
1246                                 minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
1247                         }
1248                 for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1249                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
1250                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree &&
1251                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1252                                 mincg = cg;
1253                                 minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
1254                         }
1255                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * mincg));
1256         }
1257
1258         /*
1259          * Count various limits which used for
1260          * optimal allocation of a directory inode.
1261          */
1262         maxndir = min(avgndir + fs->fs_ipg / 16, fs->fs_ipg);
1263         minifree = avgifree - avgifree / 4;
1264         if (minifree < 1)
1265                 minifree = 1;
1266         minbfree = avgbfree - avgbfree / 4;
1267         if (minbfree < 1)
1268                 minbfree = 1;
1269         cgsize = fs->fs_fsize * fs->fs_fpg;
1270         dirsize = fs->fs_avgfilesize * fs->fs_avgfpdir;
1271         curdirsize = avgndir ? (cgsize - avgbfree * fs->fs_bsize) / avgndir : 0;
1272         if (dirsize < curdirsize)
1273                 dirsize = curdirsize;
1274         if (dirsize <= 0)
1275                 maxcontigdirs = 0;              /* dirsize overflowed */
1276         else
1277                 maxcontigdirs = min((avgbfree * fs->fs_bsize) / dirsize, 255);
1278         if (fs->fs_avgfpdir > 0)
1279                 maxcontigdirs = min(maxcontigdirs,
1280                                     fs->fs_ipg / fs->fs_avgfpdir);
1281         if (maxcontigdirs == 0)
1282                 maxcontigdirs = 1;
1283
1284         /*
1285          * Limit number of dirs in one cg and reserve space for 
1286          * regular files, but only if we have no deficit in
1287          * inodes or space.
1288          *
1289          * We are trying to find a suitable cylinder group nearby
1290          * our preferred cylinder group to place a new directory.
1291          * We scan from our preferred cylinder group forward looking
1292          * for a cylinder group that meets our criterion. If we get
1293          * to the final cylinder group and do not find anything,
1294          * we start scanning forwards from the beginning of the
1295          * filesystem. While it might seem sensible to start scanning
1296          * backwards or even to alternate looking forward and backward,
1297          * this approach fails badly when the filesystem is nearly full.
1298          * Specifically, we first search all the areas that have no space
1299          * and finally try the one preceding that. We repeat this on
1300          * every request and in the case of the final block end up
1301          * searching the entire filesystem. By jumping to the front
1302          * of the filesystem, our future forward searches always look
1303          * in new cylinder groups so finds every possible block after
1304          * one pass over the filesystem.
1305          */
1306         prefcg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
1307         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1308                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
1309                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
1310                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
1311                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
1312                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1313                 }
1314         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1315                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
1316                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
1317                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
1318                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
1319                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1320                 }
1321         /*
1322          * This is a backstop when we have deficit in space.
1323          */
1324         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1325                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
1326                         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1327         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1328                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
1329                         break;
1330         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1331 }
1332
1333 /*
1334  * Select the desired position for the next block in a file.  The file is
1335  * logically divided into sections. The first section is composed of the
1336  * direct blocks and the next fs_maxbpg blocks. Each additional section
1337  * contains fs_maxbpg blocks.
1338  *
1339  * If no blocks have been allocated in the first section, the policy is to
1340  * request a block in the same cylinder group as the inode that describes
1341  * the file. The first indirect is allocated immediately following the last
1342  * direct block and the data blocks for the first indirect immediately
1343  * follow it.
1344  *
1345  * If no blocks have been allocated in any other section, the indirect 
1346  * block(s) are allocated in the same cylinder group as its inode in an
1347  * area reserved immediately following the inode blocks. The policy for
1348  * the data blocks is to place them in a cylinder group with a greater than
1349  * average number of free blocks. An appropriate cylinder group is found
1350  * by using a rotor that sweeps the cylinder groups. When a new group of
1351  * blocks is needed, the sweep begins in the cylinder group following the
1352  * cylinder group from which the previous allocation was made. The sweep
1353  * continues until a cylinder group with greater than the average number
1354  * of free blocks is found. If the allocation is for the first block in an
1355  * indirect block or the previous block is a hole, then the information on
1356  * the previous allocation is unavailable; here a best guess is made based
1357  * on the logical block number being allocated.
1358  *
1359  * If a section is already partially allocated, the policy is to
1360  * allocate blocks contiguously within the section if possible.
1361  */
1362 ufs2_daddr_t
1363 ffs_blkpref_ufs1(ip, lbn, indx, bap)
1364         struct inode *ip;
1365         ufs_lbn_t lbn;
1366         int indx;
1367         ufs1_daddr_t *bap;
1368 {
1369         struct fs *fs;
1370         u_int cg, inocg;
1371         u_int avgbfree, startcg;
1372         ufs2_daddr_t pref;
1373
1374         KASSERT(indx <= 0 || bap != NULL, ("need non-NULL bap"));
1375         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(ip)), MA_OWNED);
1376         fs = ITOFS(ip);
1377         /*
1378          * Allocation of indirect blocks is indicated by passing negative
1379          * values in indx: -1 for single indirect, -2 for double indirect,
1380          * -3 for triple indirect. As noted below, we attempt to allocate
1381          * the first indirect inline with the file data. For all later
1382          * indirect blocks, the data is often allocated in other cylinder
1383          * groups. However to speed random file access and to speed up
1384          * fsck, the filesystem reserves the first fs_metaspace blocks
1385          * (typically half of fs_minfree) of the data area of each cylinder
1386          * group to hold these later indirect blocks.
1387          */
1388         inocg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
1389         if (indx < 0) {
1390                 /*
1391                  * Our preference for indirect blocks is the zone at the
1392                  * beginning of the inode's cylinder group data area that
1393                  * we try to reserve for indirect blocks.
1394                  */
1395                 pref = cgmeta(fs, inocg);
1396                 /*
1397                  * If we are allocating the first indirect block, try to
1398                  * place it immediately following the last direct block.
1399                  */
1400                 if (indx == -1 && lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs) &&
1401                     ip->i_din1->di_db[UFS_NDADDR - 1] != 0)
1402                         pref = ip->i_din1->di_db[UFS_NDADDR - 1] + fs->fs_frag;
1403                 return (pref);
1404         }
1405         /*
1406          * If we are allocating the first data block in the first indirect
1407          * block and the indirect has been allocated in the data block area,
1408          * try to place it immediately following the indirect block.
1409          */
1410         if (lbn == UFS_NDADDR) {
1411                 pref = ip->i_din1->di_ib[0];
1412                 if (pref != 0 && pref >= cgdata(fs, inocg) &&
1413                     pref < cgbase(fs, inocg + 1))
1414                         return (pref + fs->fs_frag);
1415         }
1416         /*
1417          * If we are at the beginning of a file, or we have already allocated
1418          * the maximum number of blocks per cylinder group, or we do not
1419          * have a block allocated immediately preceding us, then we need
1420          * to decide where to start allocating new blocks.
1421          */
1422         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || bap[indx - 1] == 0) {
1423                 /*
1424                  * If we are allocating a directory data block, we want
1425                  * to place it in the metadata area.
1426                  */
1427                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR)
1428                         return (cgmeta(fs, inocg));
1429                 /*
1430                  * Until we fill all the direct and all the first indirect's
1431                  * blocks, we try to allocate in the data area of the inode's
1432                  * cylinder group.
1433                  */
1434                 if (lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs))
1435                         return (cgdata(fs, inocg));
1436                 /*
1437                  * Find a cylinder with greater than average number of
1438                  * unused data blocks.
1439                  */
1440                 if (indx == 0 || bap[indx - 1] == 0)
1441                         startcg = inocg + lbn / fs->fs_maxbpg;
1442                 else
1443                         startcg = dtog(fs, bap[indx - 1]) + 1;
1444                 startcg %= fs->fs_ncg;
1445                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1446                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1447                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1448                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1449                                 return (cgdata(fs, cg));
1450                         }
1451                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
1452                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1453                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1454                                 return (cgdata(fs, cg));
1455                         }
1456                 return (0);
1457         }
1458         /*
1459          * Otherwise, we just always try to lay things out contiguously.
1460          */
1461         return (bap[indx - 1] + fs->fs_frag);
1462 }
1463
1464 /*
1465  * Same as above, but for UFS2
1466  */
1467 ufs2_daddr_t
1468 ffs_blkpref_ufs2(ip, lbn, indx, bap)
1469         struct inode *ip;
1470         ufs_lbn_t lbn;
1471         int indx;
1472         ufs2_daddr_t *bap;
1473 {
1474         struct fs *fs;
1475         u_int cg, inocg;
1476         u_int avgbfree, startcg;
1477         ufs2_daddr_t pref;
1478
1479         KASSERT(indx <= 0 || bap != NULL, ("need non-NULL bap"));
1480         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(ip)), MA_OWNED);
1481         fs = ITOFS(ip);
1482         /*
1483          * Allocation of indirect blocks is indicated by passing negative
1484          * values in indx: -1 for single indirect, -2 for double indirect,
1485          * -3 for triple indirect. As noted below, we attempt to allocate
1486          * the first indirect inline with the file data. For all later
1487          * indirect blocks, the data is often allocated in other cylinder
1488          * groups. However to speed random file access and to speed up
1489          * fsck, the filesystem reserves the first fs_metaspace blocks
1490          * (typically half of fs_minfree) of the data area of each cylinder
1491          * group to hold these later indirect blocks.
1492          */
1493         inocg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
1494         if (indx < 0) {
1495                 /*
1496                  * Our preference for indirect blocks is the zone at the
1497                  * beginning of the inode's cylinder group data area that
1498                  * we try to reserve for indirect blocks.
1499                  */
1500                 pref = cgmeta(fs, inocg);
1501                 /*
1502                  * If we are allocating the first indirect block, try to
1503                  * place it immediately following the last direct block.
1504                  */
1505                 if (indx == -1 && lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs) &&
1506                     ip->i_din2->di_db[UFS_NDADDR - 1] != 0)
1507                         pref = ip->i_din2->di_db[UFS_NDADDR - 1] + fs->fs_frag;
1508                 return (pref);
1509         }
1510         /*
1511          * If we are allocating the first data block in the first indirect
1512          * block and the indirect has been allocated in the data block area,
1513          * try to place it immediately following the indirect block.
1514          */
1515         if (lbn == UFS_NDADDR) {
1516                 pref = ip->i_din2->di_ib[0];
1517                 if (pref != 0 && pref >= cgdata(fs, inocg) &&
1518                     pref < cgbase(fs, inocg + 1))
1519                         return (pref + fs->fs_frag);
1520         }
1521         /*
1522          * If we are at the beginning of a file, or we have already allocated
1523          * the maximum number of blocks per cylinder group, or we do not
1524          * have a block allocated immediately preceding us, then we need
1525          * to decide where to start allocating new blocks.
1526          */
1527         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || bap[indx - 1] == 0) {
1528                 /*
1529                  * If we are allocating a directory data block, we want
1530                  * to place it in the metadata area.
1531                  */
1532                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR)
1533                         return (cgmeta(fs, inocg));
1534                 /*
1535                  * Until we fill all the direct and all the first indirect's
1536                  * blocks, we try to allocate in the data area of the inode's
1537                  * cylinder group.
1538                  */
1539                 if (lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs))
1540                         return (cgdata(fs, inocg));
1541                 /*
1542                  * Find a cylinder with greater than average number of
1543                  * unused data blocks.
1544                  */
1545                 if (indx == 0 || bap[indx - 1] == 0)
1546                         startcg = inocg + lbn / fs->fs_maxbpg;
1547                 else
1548                         startcg = dtog(fs, bap[indx - 1]) + 1;
1549                 startcg %= fs->fs_ncg;
1550                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1551                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1552                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1553                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1554                                 return (cgdata(fs, cg));
1555                         }
1556                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
1557                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1558                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1559                                 return (cgdata(fs, cg));
1560                         }
1561                 return (0);
1562         }
1563         /*
1564          * Otherwise, we just always try to lay things out contiguously.
1565          */
1566         return (bap[indx - 1] + fs->fs_frag);
1567 }
1568
1569 /*
1570  * Implement the cylinder overflow algorithm.
1571  *
1572  * The policy implemented by this algorithm is:
1573  *   1) allocate the block in its requested cylinder group.
1574  *   2) quadradically rehash on the cylinder group number.
1575  *   3) brute force search for a free block.
1576  *
1577  * Must be called with the UFS lock held.  Will release the lock on success
1578  * and return with it held on failure.
1579  */
1580 /*VARARGS5*/
1581 static ufs2_daddr_t
1582 ffs_hashalloc(ip, cg, pref, size, rsize, allocator)
1583         struct inode *ip;
1584         u_int cg;
1585         ufs2_daddr_t pref;
1586         int size;       /* Search size for data blocks, mode for inodes */
1587         int rsize;      /* Real allocated size. */
1588         allocfcn_t *allocator;
1589 {
1590         struct fs *fs;
1591         ufs2_daddr_t result;
1592         u_int i, icg = cg;
1593
1594         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(ip)), MA_OWNED);
1595 #ifdef INVARIANTS
1596         if (ITOV(ip)->v_mount->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPENDED)
1597                 panic("ffs_hashalloc: allocation on suspended filesystem");
1598 #endif
1599         fs = ITOFS(ip);
1600         /*
1601          * 1: preferred cylinder group
1602          */
1603         result = (*allocator)(ip, cg, pref, size, rsize);
1604         if (result)
1605                 return (result);
1606         /*
1607          * 2: quadratic rehash
1608          */
1609         for (i = 1; i < fs->fs_ncg; i *= 2) {
1610                 cg += i;
1611                 if (cg >= fs->fs_ncg)
1612                         cg -= fs->fs_ncg;
1613                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size, rsize);
1614                 if (result)
1615                         return (result);
1616         }
1617         /*
1618          * 3: brute force search
1619          * Note that we start at i == 2, since 0 was checked initially,
1620          * and 1 is always checked in the quadratic rehash.
1621          */
1622         cg = (icg + 2) % fs->fs_ncg;
1623         for (i = 2; i < fs->fs_ncg; i++) {
1624                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size, rsize);
1625                 if (result)
1626                         return (result);
1627                 cg++;
1628                 if (cg == fs->fs_ncg)
1629                         cg = 0;
1630         }
1631         return (0);
1632 }
1633
1634 /*
1635  * Determine whether a fragment can be extended.
1636  *
1637  * Check to see if the necessary fragments are available, and
1638  * if they are, allocate them.
1639  */
1640 static ufs2_daddr_t
1641 ffs_fragextend(ip, cg, bprev, osize, nsize)
1642         struct inode *ip;
1643         u_int cg;
1644         ufs2_daddr_t bprev;
1645         int osize, nsize;
1646 {
1647         struct fs *fs;
1648         struct cg *cgp;
1649         struct buf *bp;
1650         struct ufsmount *ump;
1651         int nffree;
1652         long bno;
1653         int frags, bbase;
1654         int i, error;
1655         u_int8_t *blksfree;
1656
1657         ump = ITOUMP(ip);
1658         fs = ump->um_fs;
1659         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree < numfrags(fs, nsize - osize))
1660                 return (0);
1661         frags = numfrags(fs, nsize);
1662         bbase = fragnum(fs, bprev);
1663         if (bbase > fragnum(fs, (bprev + frags - 1))) {
1664                 /* cannot extend across a block boundary */
1665                 return (0);
1666         }
1667         UFS_UNLOCK(ump);
1668         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0)
1669                 goto fail;
1670         bno = dtogd(fs, bprev);
1671         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1672         for (i = numfrags(fs, osize); i < frags; i++)
1673                 if (isclr(blksfree, bno + i))
1674                         goto fail;
1675         /*
1676          * the current fragment can be extended
1677          * deduct the count on fragment being extended into
1678          * increase the count on the remaining fragment (if any)
1679          * allocate the extended piece
1680          */
1681         for (i = frags; i < fs->fs_frag - bbase; i++)
1682                 if (isclr(blksfree, bno + i))
1683                         break;
1684         cgp->cg_frsum[i - numfrags(fs, osize)]--;
1685         if (i != frags)
1686                 cgp->cg_frsum[i - frags]++;
1687         for (i = numfrags(fs, osize), nffree = 0; i < frags; i++) {
1688                 clrbit(blksfree, bno + i);
1689                 cgp->cg_cs.cs_nffree--;
1690                 nffree++;
1691         }
1692         UFS_LOCK(ump);
1693         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= nffree;
1694         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= nffree;
1695         fs->fs_fmod = 1;
1696         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1697         UFS_UNLOCK(ump);
1698         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1699                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), bprev,
1700                     frags, numfrags(fs, osize));
1701         bdwrite(bp);
1702         return (bprev);
1703
1704 fail:
1705         brelse(bp);
1706         UFS_LOCK(ump);
1707         return (0);
1708
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Determine whether a block can be allocated.
1713  *
1714  * Check to see if a block of the appropriate size is available,
1715  * and if it is, allocate it.
1716  */
1717 static ufs2_daddr_t
1718 ffs_alloccg(ip, cg, bpref, size, rsize)
1719         struct inode *ip;
1720         u_int cg;
1721         ufs2_daddr_t bpref;
1722         int size;
1723         int rsize;
1724 {
1725         struct fs *fs;
1726         struct cg *cgp;
1727         struct buf *bp;
1728         struct ufsmount *ump;
1729         ufs1_daddr_t bno;
1730         ufs2_daddr_t blkno;
1731         int i, allocsiz, error, frags;
1732         u_int8_t *blksfree;
1733
1734         ump = ITOUMP(ip);
1735         fs = ump->um_fs;
1736         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize)
1737                 return (0);
1738         UFS_UNLOCK(ump);
1739         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0 ||
1740            (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize))
1741                 goto fail;
1742         if (size == fs->fs_bsize) {
1743                 UFS_LOCK(ump);
1744                 blkno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, rsize);
1745                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
1746                 UFS_UNLOCK(ump);
1747                 bdwrite(bp);
1748                 return (blkno);
1749         }
1750         /*
1751          * check to see if any fragments are already available
1752          * allocsiz is the size which will be allocated, hacking
1753          * it down to a smaller size if necessary
1754          */
1755         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1756         frags = numfrags(fs, size);
1757         for (allocsiz = frags; allocsiz < fs->fs_frag; allocsiz++)
1758                 if (cgp->cg_frsum[allocsiz] != 0)
1759                         break;
1760         if (allocsiz == fs->fs_frag) {
1761                 /*
1762                  * no fragments were available, so a block will be
1763                  * allocated, and hacked up
1764                  */
1765                 if (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0)
1766                         goto fail;
1767                 UFS_LOCK(ump);
1768                 blkno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, rsize);
1769                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
1770                 UFS_UNLOCK(ump);
1771                 bdwrite(bp);
1772                 return (blkno);
1773         }
1774         KASSERT(size == rsize,
1775             ("ffs_alloccg: size(%d) != rsize(%d)", size, rsize));
1776         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz);
1777         if (bno < 0)
1778                 goto fail;
1779         for (i = 0; i < frags; i++)
1780                 clrbit(blksfree, bno + i);
1781         cgp->cg_cs.cs_nffree -= frags;
1782         cgp->cg_frsum[allocsiz]--;
1783         if (frags != allocsiz)
1784                 cgp->cg_frsum[allocsiz - frags]++;
1785         UFS_LOCK(ump);
1786         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= frags;
1787         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= frags;
1788         fs->fs_fmod = 1;
1789         blkno = cgbase(fs, cg) + bno;
1790         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1791         UFS_UNLOCK(ump);
1792         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1793                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), blkno, frags, 0);
1794         bdwrite(bp);
1795         return (blkno);
1796
1797 fail:
1798         brelse(bp);
1799         UFS_LOCK(ump);
1800         return (0);
1801 }
1802
1803 /*
1804  * Allocate a block in a cylinder group.
1805  *
1806  * This algorithm implements the following policy:
1807  *   1) allocate the requested block.
1808  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
1809  *   3) allocate the next available block on the block rotor for the
1810  *      specified cylinder group.
1811  * Note that this routine only allocates fs_bsize blocks; these
1812  * blocks may be fragmented by the routine that allocates them.
1813  */
1814 static ufs2_daddr_t
1815 ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, size)
1816         struct inode *ip;
1817         struct buf *bp;
1818         ufs2_daddr_t bpref;
1819         int size;
1820 {
1821         struct fs *fs;
1822         struct cg *cgp;
1823         struct ufsmount *ump;
1824         ufs1_daddr_t bno;
1825         ufs2_daddr_t blkno;
1826         u_int8_t *blksfree;
1827         int i, cgbpref;
1828
1829         ump = ITOUMP(ip);
1830         fs = ump->um_fs;
1831         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
1832         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1833         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1834         if (bpref == 0) {
1835                 bpref = cgbase(fs, cgp->cg_cgx) + cgp->cg_rotor + fs->fs_frag;
1836         } else if ((cgbpref = dtog(fs, bpref)) != cgp->cg_cgx) {
1837                 /* map bpref to correct zone in this cg */
1838                 if (bpref < cgdata(fs, cgbpref))
1839                         bpref = cgmeta(fs, cgp->cg_cgx);
1840                 else
1841                         bpref = cgdata(fs, cgp->cg_cgx);
1842         }
1843         /*
1844          * if the requested block is available, use it
1845          */
1846         bno = dtogd(fs, blknum(fs, bpref));
1847         if (ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, bno)))
1848                 goto gotit;
1849         /*
1850          * Take the next available block in this cylinder group.
1851          */
1852         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, (int)fs->fs_frag);
1853         if (bno < 0)
1854                 return (0);
1855         /* Update cg_rotor only if allocated from the data zone */
1856         if (bno >= dtogd(fs, cgdata(fs, cgp->cg_cgx)))
1857                 cgp->cg_rotor = bno;
1858 gotit:
1859         blkno = fragstoblks(fs, bno);
1860         ffs_clrblock(fs, blksfree, (long)blkno);
1861         ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, -1);
1862         cgp->cg_cs.cs_nbfree--;
1863         fs->fs_cstotal.cs_nbfree--;
1864         fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nbfree--;
1865         fs->fs_fmod = 1;
1866         blkno = cgbase(fs, cgp->cg_cgx) + bno;
1867         /*
1868          * If the caller didn't want the whole block free the frags here.
1869          */
1870         size = numfrags(fs, size);
1871         if (size != fs->fs_frag) {
1872                 bno = dtogd(fs, blkno);
1873                 for (i = size; i < fs->fs_frag; i++)
1874                         setbit(blksfree, bno + i);
1875                 i = fs->fs_frag - size;
1876                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
1877                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
1878                 fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nffree += i;
1879                 fs->fs_fmod = 1;
1880                 cgp->cg_frsum[i]++;
1881         }
1882         /* XXX Fixme. */
1883         UFS_UNLOCK(ump);
1884         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1885                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), blkno, size, 0);
1886         UFS_LOCK(ump);
1887         return (blkno);
1888 }
1889
1890 /*
1891  * Determine whether a cluster can be allocated.
1892  *
1893  * We do not currently check for optimal rotational layout if there
1894  * are multiple choices in the same cylinder group. Instead we just
1895  * take the first one that we find following bpref.
1896  */
1897 static ufs2_daddr_t
1898 ffs_clusteralloc(ip, cg, bpref, len)
1899         struct inode *ip;
1900         u_int cg;
1901         ufs2_daddr_t bpref;
1902         int len;
1903 {
1904         struct fs *fs;
1905         struct cg *cgp;
1906         struct buf *bp;
1907         struct ufsmount *ump;
1908         int i, run, bit, map, got, error;
1909         ufs2_daddr_t bno;
1910         u_char *mapp;
1911         int32_t *lp;
1912         u_int8_t *blksfree;
1913
1914         ump = ITOUMP(ip);
1915         fs = ump->um_fs;
1916         if (fs->fs_maxcluster[cg] < len)
1917                 return (0);
1918         UFS_UNLOCK(ump);
1919         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0) {
1920                 UFS_LOCK(ump);
1921                 return (0);
1922         }
1923         /*
1924          * Check to see if a cluster of the needed size (or bigger) is
1925          * available in this cylinder group.
1926          */
1927         lp = &cg_clustersum(cgp)[len];
1928         for (i = len; i <= fs->fs_contigsumsize; i++)
1929                 if (*lp++ > 0)
1930                         break;
1931         if (i > fs->fs_contigsumsize) {
1932                 /*
1933                  * This is the first time looking for a cluster in this
1934                  * cylinder group. Update the cluster summary information
1935                  * to reflect the true maximum sized cluster so that
1936                  * future cluster allocation requests can avoid reading
1937                  * the cylinder group map only to find no clusters.
1938                  */
1939                 lp = &cg_clustersum(cgp)[len - 1];
1940                 for (i = len - 1; i > 0; i--)
1941                         if (*lp-- > 0)
1942                                 break;
1943                 UFS_LOCK(ump);
1944                 fs->fs_maxcluster[cg] = i;
1945                 brelse(bp);
1946                 return (0);
1947         }
1948         /*
1949          * Search the cluster map to find a big enough cluster.
1950          * We take the first one that we find, even if it is larger
1951          * than we need as we prefer to get one close to the previous
1952          * block allocation. We do not search before the current
1953          * preference point as we do not want to allocate a block
1954          * that is allocated before the previous one (as we will
1955          * then have to wait for another pass of the elevator
1956          * algorithm before it will be read). We prefer to fail and
1957          * be recalled to try an allocation in the next cylinder group.
1958          */
1959         if (dtog(fs, bpref) != cg)
1960                 bpref = cgdata(fs, cg);
1961         else
1962                 bpref = blknum(fs, bpref);
1963         bpref = fragstoblks(fs, dtogd(fs, bpref));
1964         mapp = &cg_clustersfree(cgp)[bpref / NBBY];
1965         map = *mapp++;
1966         bit = 1 << (bpref % NBBY);
1967         for (run = 0, got = bpref; got < cgp->cg_nclusterblks; got++) {
1968                 if ((map & bit) == 0) {
1969                         run = 0;
1970                 } else {
1971                         run++;
1972                         if (run == len)
1973                                 break;
1974                 }
1975                 if ((got & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1)) {
1976                         bit <<= 1;
1977                 } else {
1978                         map = *mapp++;
1979                         bit = 1;
1980                 }
1981         }
1982         if (got >= cgp->cg_nclusterblks) {
1983                 UFS_LOCK(ump);
1984                 brelse(bp);
1985                 return (0);
1986         }
1987         /*
1988          * Allocate the cluster that we have found.
1989          */
1990         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1991         for (i = 1; i <= len; i++)
1992                 if (!ffs_isblock(fs, blksfree, got - run + i))
1993                         panic("ffs_clusteralloc: map mismatch");
1994         bno = cgbase(fs, cg) + blkstofrags(fs, got - run + 1);
1995         if (dtog(fs, bno) != cg)
1996                 panic("ffs_clusteralloc: allocated out of group");
1997         len = blkstofrags(fs, len);
1998         UFS_LOCK(ump);
1999         for (i = 0; i < len; i += fs->fs_frag)
2000                 if (ffs_alloccgblk(ip, bp, bno + i, fs->fs_bsize) != bno + i)
2001                         panic("ffs_clusteralloc: lost block");
2002         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2003         UFS_UNLOCK(ump);
2004         bdwrite(bp);
2005         return (bno);
2006 }
2007
2008 static inline struct buf *
2009 getinobuf(struct inode *ip, u_int cg, u_int32_t cginoblk, int gbflags)
2010 {
2011         struct fs *fs;
2012
2013         fs = ITOFS(ip);
2014         return (getblk(ITODEVVP(ip), fsbtodb(fs, ino_to_fsba(fs,
2015             cg * fs->fs_ipg + cginoblk)), (int)fs->fs_bsize, 0, 0,
2016             gbflags));
2017 }
2018
2019 /*
2020  * Synchronous inode initialization is needed only when barrier writes do not
2021  * work as advertised, and will impose a heavy cost on file creation in a newly
2022  * created filesystem.
2023  */
2024 static int doasyncinodeinit = 1;
2025 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doasyncinodeinit, CTLFLAG_RWTUN,
2026     &doasyncinodeinit, 0,
2027     "Perform inode block initialization using asynchronous writes");
2028
2029 /*
2030  * Determine whether an inode can be allocated.
2031  *
2032  * Check to see if an inode is available, and if it is,
2033  * allocate it using the following policy:
2034  *   1) allocate the requested inode.
2035  *   2) allocate the next available inode after the requested
2036  *      inode in the specified cylinder group.
2037  */
2038 static ufs2_daddr_t
2039 ffs_nodealloccg(ip, cg, ipref, mode, unused)
2040         struct inode *ip;
2041         u_int cg;
2042         ufs2_daddr_t ipref;
2043         int mode;
2044         int unused;
2045 {
2046         struct fs *fs;
2047         struct cg *cgp;
2048         struct buf *bp, *ibp;
2049         struct ufsmount *ump;
2050         u_int8_t *inosused, *loc;
2051         struct ufs2_dinode *dp2;
2052         int error, start, len, i;
2053         u_int32_t old_initediblk;
2054
2055         ump = ITOUMP(ip);
2056         fs = ump->um_fs;
2057 check_nifree:
2058         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree == 0)
2059                 return (0);
2060         UFS_UNLOCK(ump);
2061         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0) {
2062                 UFS_LOCK(ump);
2063                 return (0);
2064         }
2065 restart:
2066         if (cgp->cg_cs.cs_nifree == 0) {
2067                 brelse(bp);
2068                 UFS_LOCK(ump);
2069                 return (0);
2070         }
2071         inosused = cg_inosused(cgp);
2072         if (ipref) {
2073                 ipref %= fs->fs_ipg;
2074                 if (isclr(inosused, ipref))
2075                         goto gotit;
2076         }
2077         start = cgp->cg_irotor / NBBY;
2078         len = howmany(fs->fs_ipg - cgp->cg_irotor, NBBY);
2079         loc = memcchr(&inosused[start], 0xff, len);
2080         if (loc == NULL) {
2081                 len = start + 1;
2082                 start = 0;
2083                 loc = memcchr(&inosused[start], 0xff, len);
2084                 if (loc == NULL) {
2085                         printf("cg = %d, irotor = %ld, fs = %s\n",
2086                             cg, (long)cgp->cg_irotor, fs->fs_fsmnt);
2087                         panic("ffs_nodealloccg: map corrupted");
2088                         /* NOTREACHED */
2089                 }
2090         }
2091         ipref = (loc - inosused) * NBBY + ffs(~*loc) - 1;
2092 gotit:
2093         /*
2094          * Check to see if we need to initialize more inodes.
2095          */
2096         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC &&
2097             ipref + INOPB(fs) > cgp->cg_initediblk &&
2098             cgp->cg_initediblk < cgp->cg_niblk) {
2099                 old_initediblk = cgp->cg_initediblk;
2100
2101                 /*
2102                  * Free the cylinder group lock before writing the
2103                  * initialized inode block.  Entering the
2104                  * babarrierwrite() with the cylinder group lock
2105                  * causes lock order violation between the lock and
2106                  * snaplk.
2107                  *
2108                  * Another thread can decide to initialize the same
2109                  * inode block, but whichever thread first gets the
2110                  * cylinder group lock after writing the newly
2111                  * allocated inode block will update it and the other
2112                  * will realize that it has lost and leave the
2113                  * cylinder group unchanged.
2114                  */
2115                 ibp = getinobuf(ip, cg, old_initediblk, GB_LOCK_NOWAIT);
2116                 brelse(bp);
2117                 if (ibp == NULL) {
2118                         /*
2119                          * The inode block buffer is already owned by
2120                          * another thread, which must initialize it.
2121                          * Wait on the buffer to allow another thread
2122                          * to finish the updates, with dropped cg
2123                          * buffer lock, then retry.
2124                          */
2125                         ibp = getinobuf(ip, cg, old_initediblk, 0);
2126                         brelse(ibp);
2127                         UFS_LOCK(ump);
2128                         goto check_nifree;
2129                 }
2130                 bzero(ibp->b_data, (int)fs->fs_bsize);
2131                 dp2 = (struct ufs2_dinode *)(ibp->b_data);
2132                 for (i = 0; i < INOPB(fs); i++) {
2133                         while (dp2->di_gen == 0)
2134                                 dp2->di_gen = arc4random();
2135                         dp2++;
2136                 }
2137
2138                 /*
2139                  * Rather than adding a soft updates dependency to ensure
2140                  * that the new inode block is written before it is claimed
2141                  * by the cylinder group map, we just do a barrier write
2142                  * here. The barrier write will ensure that the inode block
2143                  * gets written before the updated cylinder group map can be
2144                  * written. The barrier write should only slow down bulk
2145                  * loading of newly created filesystems.
2146                  */
2147                 if (doasyncinodeinit)
2148                         babarrierwrite(ibp);
2149                 else
2150                         bwrite(ibp);
2151
2152                 /*
2153                  * After the inode block is written, try to update the
2154                  * cg initediblk pointer.  If another thread beat us
2155                  * to it, then leave it unchanged as the other thread
2156                  * has already set it correctly.
2157                  */
2158                 error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, &bp, &cgp);
2159                 UFS_LOCK(ump);
2160                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
2161                 UFS_UNLOCK(ump);
2162                 if (error != 0)
2163                         return (error);
2164                 if (cgp->cg_initediblk == old_initediblk)
2165                         cgp->cg_initediblk += INOPB(fs);
2166                 goto restart;
2167         }
2168         cgp->cg_irotor = ipref;
2169         UFS_LOCK(ump);
2170         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2171         setbit(inosused, ipref);
2172         cgp->cg_cs.cs_nifree--;
2173         fs->fs_cstotal.cs_nifree--;
2174         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree--;
2175         fs->fs_fmod = 1;
2176         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
2177                 cgp->cg_cs.cs_ndir++;
2178                 fs->fs_cstotal.cs_ndir++;
2179                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir++;
2180         }
2181         UFS_UNLOCK(ump);
2182         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
2183                 softdep_setup_inomapdep(bp, ip, cg * fs->fs_ipg + ipref, mode);
2184         bdwrite(bp);
2185         return ((ino_t)(cg * fs->fs_ipg + ipref));
2186 }
2187
2188 /*
2189  * Free a block or fragment.
2190  *
2191  * The specified block or fragment is placed back in the
2192  * free map. If a fragment is deallocated, a possible
2193  * block reassembly is checked.
2194  */
2195 static void
2196 ffs_blkfree_cg(ump, fs, devvp, bno, size, inum, dephd)
2197         struct ufsmount *ump;
2198         struct fs *fs;
2199         struct vnode *devvp;
2200         ufs2_daddr_t bno;
2201         long size;
2202         ino_t inum;
2203         struct workhead *dephd;
2204 {
2205         struct mount *mp;
2206         struct cg *cgp;
2207         struct buf *bp;
2208         ufs1_daddr_t fragno, cgbno;
2209         int i, blk, frags, bbase, error;
2210         u_int cg;
2211         u_int8_t *blksfree;
2212         struct cdev *dev;
2213
2214         cg = dtog(fs, bno);
2215         if (devvp->v_type == VREG) {
2216                 /* devvp is a snapshot */
2217                 MPASS(devvp->v_mount->mnt_data == ump);
2218                 dev = ump->um_devvp->v_rdev;
2219         } else if (devvp->v_type == VCHR) {
2220                 /* devvp is a normal disk device */
2221                 dev = devvp->v_rdev;
2222                 ASSERT_VOP_LOCKED(devvp, "ffs_blkfree_cg");
2223         } else
2224                 return;
2225 #ifdef INVARIANTS
2226         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0 ||
2227             fragnum(fs, bno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag) {
2228                 printf("dev=%s, bno = %jd, bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
2229                     devtoname(dev), (intmax_t)bno, (long)fs->fs_bsize,
2230                     size, fs->fs_fsmnt);
2231                 panic("ffs_blkfree_cg: bad size");
2232         }
2233 #endif
2234         if ((u_int)bno >= fs->fs_size) {
2235                 printf("bad block %jd, ino %lu\n", (intmax_t)bno,
2236                     (u_long)inum);
2237                 ffs_fserr(fs, inum, "bad block");
2238                 return;
2239         }
2240         if ((error = ffs_getcg(fs, devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0)
2241                 return;
2242         cgbno = dtogd(fs, bno);
2243         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2244         UFS_LOCK(ump);
2245         if (size == fs->fs_bsize) {
2246                 fragno = fragstoblks(fs, cgbno);
2247                 if (!ffs_isfreeblock(fs, blksfree, fragno)) {
2248                         if (devvp->v_type == VREG) {
2249                                 UFS_UNLOCK(ump);
2250                                 /* devvp is a snapshot */
2251                                 brelse(bp);
2252                                 return;
2253                         }
2254                         printf("dev = %s, block = %jd, fs = %s\n",
2255                             devtoname(dev), (intmax_t)bno, fs->fs_fsmnt);
2256                         panic("ffs_blkfree_cg: freeing free block");
2257                 }
2258                 ffs_setblock(fs, blksfree, fragno);
2259                 ffs_clusteracct(fs, cgp, fragno, 1);
2260                 cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
2261                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
2262                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
2263         } else {
2264                 bbase = cgbno - fragnum(fs, cgbno);
2265                 /*
2266                  * decrement the counts associated with the old frags
2267                  */
2268                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
2269                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, -1);
2270                 /*
2271                  * deallocate the fragment
2272                  */
2273                 frags = numfrags(fs, size);
2274                 for (i = 0; i < frags; i++) {
2275                         if (isset(blksfree, cgbno + i)) {
2276                                 printf("dev = %s, block = %jd, fs = %s\n",
2277                                     devtoname(dev), (intmax_t)(bno + i),
2278                                     fs->fs_fsmnt);
2279                                 panic("ffs_blkfree_cg: freeing free frag");
2280                         }
2281                         setbit(blksfree, cgbno + i);
2282                 }
2283                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
2284                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
2285                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree += i;
2286                 /*
2287                  * add back in counts associated with the new frags
2288                  */
2289                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
2290                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, 1);
2291                 /*
2292                  * if a complete block has been reassembled, account for it
2293                  */
2294                 fragno = fragstoblks(fs, bbase);
2295                 if (ffs_isblock(fs, blksfree, fragno)) {
2296                         cgp->cg_cs.cs_nffree -= fs->fs_frag;
2297                         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= fs->fs_frag;
2298                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= fs->fs_frag;
2299                         ffs_clusteracct(fs, cgp, fragno, 1);
2300                         cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
2301                         fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
2302                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
2303                 }
2304         }
2305         fs->fs_fmod = 1;
2306         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2307         UFS_UNLOCK(ump);
2308         mp = UFSTOVFS(ump);
2309         if (MOUNTEDSOFTDEP(mp) && devvp->v_type == VCHR)
2310                 softdep_setup_blkfree(UFSTOVFS(ump), bp, bno,
2311                     numfrags(fs, size), dephd);
2312         bdwrite(bp);
2313 }
2314
2315 /*
2316  * Structures and routines associated with trim management.
2317  *
2318  * The following requests are passed to trim_lookup to indicate
2319  * the actions that should be taken.
2320  */
2321 #define NEW     1       /* if found, error else allocate and hash it */
2322 #define OLD     2       /* if not found, error, else return it */
2323 #define REPLACE 3       /* if not found, error else unhash and reallocate it */
2324 #define DONE    4       /* if not found, error else unhash and return it */
2325 #define SINGLE  5       /* don't look up, just allocate it and don't hash it */
2326
2327 MALLOC_DEFINE(M_TRIM, "ufs_trim", "UFS trim structures");
2328
2329 #define TRIMLIST_HASH(ump, key) \
2330         (&(ump)->um_trimhash[(key) & (ump)->um_trimlisthashsize])
2331
2332 /*
2333  * These structures describe each of the block free requests aggregated
2334  * together to make up a trim request.
2335  */
2336 struct trim_blkreq {
2337         TAILQ_ENTRY(trim_blkreq) blkreqlist;
2338         ufs2_daddr_t bno;
2339         long size;
2340         struct workhead *pdephd;
2341         struct workhead dephd;
2342 };
2343
2344 /*
2345  * Description of a trim request.
2346  */
2347 struct ffs_blkfree_trim_params {
2348         TAILQ_HEAD(, trim_blkreq) blklist;
2349         LIST_ENTRY(ffs_blkfree_trim_params) hashlist;
2350         struct task task;
2351         struct ufsmount *ump;
2352         struct vnode *devvp;
2353         ino_t inum;
2354         ufs2_daddr_t bno;
2355         long size;
2356         long key;
2357 };
2358
2359 static void     ffs_blkfree_trim_completed(struct buf *);
2360 static void     ffs_blkfree_trim_task(void *ctx, int pending __unused);
2361 static struct   ffs_blkfree_trim_params *trim_lookup(struct ufsmount *,
2362                     struct vnode *, ufs2_daddr_t, long, ino_t, u_long, int);
2363 static void     ffs_blkfree_sendtrim(struct ffs_blkfree_trim_params *);
2364
2365 /*
2366  * Called on trim completion to start a task to free the associated block(s).
2367  */
2368 static void
2369 ffs_blkfree_trim_completed(bp)
2370         struct buf *bp;
2371 {
2372         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2373
2374         tp = bp->b_fsprivate1;
2375         free(bp, M_TRIM);
2376         TASK_INIT(&tp->task, 0, ffs_blkfree_trim_task, tp);
2377         taskqueue_enqueue(tp->ump->um_trim_tq, &tp->task);
2378 }
2379
2380 /*
2381  * Trim completion task that free associated block(s).
2382  */
2383 static void
2384 ffs_blkfree_trim_task(ctx, pending)
2385         void *ctx;
2386         int pending;
2387 {
2388         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2389         struct trim_blkreq *blkelm;
2390         struct ufsmount *ump;
2391
2392         tp = ctx;
2393         ump = tp->ump;
2394         while ((blkelm = TAILQ_FIRST(&tp->blklist)) != NULL) {
2395                 ffs_blkfree_cg(ump, ump->um_fs, tp->devvp, blkelm->bno,
2396                     blkelm->size, tp->inum, blkelm->pdephd);
2397                 TAILQ_REMOVE(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2398                 free(blkelm, M_TRIM);
2399         }
2400         vn_finished_secondary_write(UFSTOVFS(ump));
2401         UFS_LOCK(ump);
2402         ump->um_trim_inflight -= 1;
2403         ump->um_trim_inflight_blks -= numfrags(ump->um_fs, tp->size);
2404         UFS_UNLOCK(ump);
2405         free(tp, M_TRIM);
2406 }
2407
2408 /*
2409  * Lookup a trim request by inode number.
2410  * Allocate if requested (NEW, REPLACE, SINGLE).
2411  */
2412 static struct ffs_blkfree_trim_params *
2413 trim_lookup(ump, devvp, bno, size, inum, key, alloctype)
2414         struct ufsmount *ump;
2415         struct vnode *devvp;
2416         ufs2_daddr_t bno;
2417         long size;
2418         ino_t inum;
2419         u_long key;
2420         int alloctype;
2421 {
2422         struct trimlist_hashhead *tphashhead;
2423         struct ffs_blkfree_trim_params *tp, *ntp;
2424
2425         ntp = malloc(sizeof(struct ffs_blkfree_trim_params), M_TRIM, M_WAITOK);
2426         if (alloctype != SINGLE) {
2427                 KASSERT(key >= FIRST_VALID_KEY, ("trim_lookup: invalid key"));
2428                 UFS_LOCK(ump);
2429                 tphashhead = TRIMLIST_HASH(ump, key);
2430                 LIST_FOREACH(tp, tphashhead, hashlist)
2431                         if (key == tp->key)
2432                                 break;
2433         }
2434         switch (alloctype) {
2435         case NEW:
2436                 KASSERT(tp == NULL, ("trim_lookup: found trim"));
2437                 break;
2438         case OLD:
2439                 KASSERT(tp != NULL,
2440                     ("trim_lookup: missing call to ffs_blkrelease_start()"));
2441                 UFS_UNLOCK(ump);
2442                 free(ntp, M_TRIM);
2443                 return (tp);
2444         case REPLACE:
2445                 KASSERT(tp != NULL, ("trim_lookup: missing REPLACE trim"));
2446                 LIST_REMOVE(tp, hashlist);
2447                 /* tp will be freed by caller */
2448                 break;
2449         case DONE:
2450                 KASSERT(tp != NULL, ("trim_lookup: missing DONE trim"));
2451                 LIST_REMOVE(tp, hashlist);
2452                 UFS_UNLOCK(ump);
2453                 free(ntp, M_TRIM);
2454                 return (tp);
2455         }
2456         TAILQ_INIT(&ntp->blklist);
2457         ntp->ump = ump;
2458         ntp->devvp = devvp;
2459         ntp->bno = bno;
2460         ntp->size = size;
2461         ntp->inum = inum;
2462         ntp->key = key;
2463         if (alloctype != SINGLE) {
2464                 LIST_INSERT_HEAD(tphashhead, ntp, hashlist);
2465                 UFS_UNLOCK(ump);
2466         }
2467         return (ntp);
2468 }
2469
2470 /*
2471  * Dispatch a trim request.
2472  */
2473 static void
2474 ffs_blkfree_sendtrim(tp)
2475         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2476 {
2477         struct ufsmount *ump;
2478         struct mount *mp;
2479         struct buf *bp;
2480
2481         /*
2482          * Postpone the set of the free bit in the cg bitmap until the
2483          * BIO_DELETE is completed.  Otherwise, due to disk queue
2484          * reordering, TRIM might be issued after we reuse the block
2485          * and write some new data into it.
2486          */
2487         ump = tp->ump;
2488         bp = malloc(sizeof(*bp), M_TRIM, M_WAITOK | M_ZERO);
2489         bp->b_iocmd = BIO_DELETE;
2490         bp->b_iooffset = dbtob(fsbtodb(ump->um_fs, tp->bno));
2491         bp->b_iodone = ffs_blkfree_trim_completed;
2492         bp->b_bcount = tp->size;
2493         bp->b_fsprivate1 = tp;
2494         UFS_LOCK(ump);
2495         ump->um_trim_total += 1;
2496         ump->um_trim_inflight += 1;
2497         ump->um_trim_inflight_blks += numfrags(ump->um_fs, tp->size);
2498         ump->um_trim_total_blks += numfrags(ump->um_fs, tp->size);
2499         UFS_UNLOCK(ump);
2500
2501         mp = UFSTOVFS(ump);
2502         vn_start_secondary_write(NULL, &mp, 0);
2503         g_vfs_strategy(ump->um_bo, bp);
2504 }
2505
2506 /*
2507  * Allocate a new key to use to identify a range of blocks.
2508  */
2509 u_long
2510 ffs_blkrelease_start(ump, devvp, inum)
2511         struct ufsmount *ump;
2512         struct vnode *devvp;
2513         ino_t inum;
2514 {
2515         static u_long masterkey;
2516         u_long key;
2517
2518         if (((ump->um_flags & UM_CANDELETE) == 0) || dotrimcons == 0)
2519                 return (SINGLETON_KEY);
2520         do {
2521                 key = atomic_fetchadd_long(&masterkey, 1);
2522         } while (key < FIRST_VALID_KEY);
2523         (void) trim_lookup(ump, devvp, 0, 0, inum, key, NEW);
2524         return (key);
2525 }
2526
2527 /*
2528  * Deallocate a key that has been used to identify a range of blocks.
2529  */
2530 void
2531 ffs_blkrelease_finish(ump, key)
2532         struct ufsmount *ump;
2533         u_long key;
2534 {
2535         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2536
2537         if (((ump->um_flags & UM_CANDELETE) == 0) || dotrimcons == 0)
2538                 return;
2539         /*
2540          * If the vfs.ffs.dotrimcons sysctl option is enabled while
2541          * a file deletion is active, specifically after a call
2542          * to ffs_blkrelease_start() but before the call to
2543          * ffs_blkrelease_finish(), ffs_blkrelease_start() will
2544          * have handed out SINGLETON_KEY rather than starting a
2545          * collection sequence. Thus if we get a SINGLETON_KEY
2546          * passed to ffs_blkrelease_finish(), we just return rather
2547          * than trying to finish the nonexistent sequence.
2548          */
2549         if (key == SINGLETON_KEY) {
2550 #ifdef INVARIANTS
2551                 printf("%s: vfs.ffs.dotrimcons enabled on active filesystem\n",
2552                     ump->um_mountp->mnt_stat.f_mntonname);
2553 #endif
2554                 return;
2555         }
2556         /*
2557          * We are done with sending blocks using this key. Look up the key
2558          * using the DONE alloctype (in tp) to request that it be unhashed
2559          * as we will not be adding to it. If the key has never been used,
2560          * tp->size will be zero, so we can just free tp. Otherwise the call
2561          * to ffs_blkfree_sendtrim(tp) causes the block range described by
2562          * tp to be issued (and then tp to be freed).
2563          */
2564         tp = trim_lookup(ump, NULL, 0, 0, 0, key, DONE);
2565         if (tp->size == 0)
2566                 free(tp, M_TRIM);
2567         else
2568                 ffs_blkfree_sendtrim(tp);
2569 }
2570
2571 /*
2572  * Setup to free a block or fragment.
2573  *
2574  * Check for snapshots that might want to claim the block.
2575  * If trims are requested, prepare a trim request. Attempt to
2576  * aggregate consecutive blocks into a single trim request.
2577  */
2578 void
2579 ffs_blkfree(ump, fs, devvp, bno, size, inum, vtype, dephd, key)
2580         struct ufsmount *ump;
2581         struct fs *fs;
2582         struct vnode *devvp;
2583         ufs2_daddr_t bno;
2584         long size;
2585         ino_t inum;
2586         enum vtype vtype;
2587         struct workhead *dephd;
2588         u_long key;
2589 {
2590         struct ffs_blkfree_trim_params *tp, *ntp;
2591         struct trim_blkreq *blkelm;
2592
2593         /*
2594          * Check to see if a snapshot wants to claim the block.
2595          * Check that devvp is a normal disk device, not a snapshot,
2596          * it has a snapshot(s) associated with it, and one of the
2597          * snapshots wants to claim the block.
2598          */
2599         if (devvp->v_type == VCHR &&
2600             (devvp->v_vflag & VV_COPYONWRITE) &&
2601             ffs_snapblkfree(fs, devvp, bno, size, inum, vtype, dephd)) {
2602                 return;
2603         }
2604         /*
2605          * Nothing to delay if TRIM is not required for this block or TRIM
2606          * is disabled or the operation is performed on a snapshot.
2607          */
2608         if (key == NOTRIM_KEY || ((ump->um_flags & UM_CANDELETE) == 0) ||
2609             devvp->v_type == VREG) {
2610                 ffs_blkfree_cg(ump, fs, devvp, bno, size, inum, dephd);
2611                 return;
2612         }
2613         blkelm = malloc(sizeof(struct trim_blkreq), M_TRIM, M_WAITOK);
2614         blkelm->bno = bno;
2615         blkelm->size = size;
2616         if (dephd == NULL) {
2617                 blkelm->pdephd = NULL;
2618         } else {
2619                 LIST_INIT(&blkelm->dephd);
2620                 LIST_SWAP(dephd, &blkelm->dephd, worklist, wk_list);
2621                 blkelm->pdephd = &blkelm->dephd;
2622         }
2623         if (key == SINGLETON_KEY) {
2624                 /*
2625                  * Just a single non-contiguous piece. Use the SINGLE
2626                  * alloctype to return a trim request that will not be
2627                  * hashed for future lookup.
2628                  */
2629                 tp = trim_lookup(ump, devvp, bno, size, inum, key, SINGLE);
2630                 TAILQ_INSERT_HEAD(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2631                 ffs_blkfree_sendtrim(tp);
2632                 return;
2633         }
2634         /*
2635          * The callers of this function are not tracking whether or not
2636          * the blocks are contiguous. They are just saying that they
2637          * are freeing a set of blocks. It is this code that determines
2638          * the pieces of that range that are actually contiguous.
2639          *
2640          * Calling ffs_blkrelease_start() will have created an entry
2641          * that we will use.
2642          */
2643         tp = trim_lookup(ump, devvp, bno, size, inum, key, OLD);
2644         if (tp->size == 0) {
2645                 /*
2646                  * First block of a potential range, set block and size
2647                  * for the trim block.
2648                  */
2649                 tp->bno = bno;
2650                 tp->size = size;
2651                 TAILQ_INSERT_HEAD(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2652                 return;
2653         }
2654         /*
2655          * If this block is a continuation of the range (either
2656          * follows at the end or preceeds in the front) then we
2657          * add it to the front or back of the list and return.
2658          *
2659          * If it is not a continuation of the trim that we were
2660          * building, using the REPLACE alloctype, we request that
2661          * the old trim request (still in tp) be unhashed and a
2662          * new range started (in ntp). The ffs_blkfree_sendtrim(tp)
2663          * call causes the block range described by tp to be issued
2664          * (and then tp to be freed).
2665          */
2666         if (bno + numfrags(fs, size) == tp->bno) {
2667                 TAILQ_INSERT_HEAD(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2668                 tp->bno = bno;
2669                 tp->size += size;
2670                 return;
2671         } else if (bno == tp->bno + numfrags(fs, tp->size)) {
2672                 TAILQ_INSERT_TAIL(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2673                 tp->size += size;
2674                 return;
2675         }
2676         ntp = trim_lookup(ump, devvp, bno, size, inum, key, REPLACE);
2677         TAILQ_INSERT_HEAD(&ntp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2678         ffs_blkfree_sendtrim(tp);
2679 }
2680
2681 #ifdef INVARIANTS
2682 /*
2683  * Verify allocation of a block or fragment. Returns true if block or
2684  * fragment is allocated, false if it is free.
2685  */
2686 static int
2687 ffs_checkblk(ip, bno, size)
2688         struct inode *ip;
2689         ufs2_daddr_t bno;
2690         long size;
2691 {
2692         struct fs *fs;
2693         struct cg *cgp;
2694         struct buf *bp;
2695         ufs1_daddr_t cgbno;
2696         int i, error, frags, free;
2697         u_int8_t *blksfree;
2698
2699         fs = ITOFS(ip);
2700         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
2701                 printf("bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
2702                     (long)fs->fs_bsize, size, fs->fs_fsmnt);
2703                 panic("ffs_checkblk: bad size");
2704         }
2705         if ((u_int)bno >= fs->fs_size)
2706                 panic("ffs_checkblk: bad block %jd", (intmax_t)bno);
2707         error = ffs_getcg(fs, ITODEVVP(ip), dtog(fs, bno), &bp, &cgp);
2708         if (error)
2709                 panic("ffs_checkblk: cylinder group read failed");
2710         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2711         cgbno = dtogd(fs, bno);
2712         if (size == fs->fs_bsize) {
2713                 free = ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, cgbno));
2714         } else {
2715                 frags = numfrags(fs, size);
2716                 for (free = 0, i = 0; i < frags; i++)
2717                         if (isset(blksfree, cgbno + i))
2718                                 free++;
2719                 if (free != 0 && free != frags)
2720                         panic("ffs_checkblk: partially free fragment");
2721         }
2722         brelse(bp);
2723         return (!free);
2724 }
2725 #endif /* INVARIANTS */
2726
2727 /*
2728  * Free an inode.
2729  */
2730 int
2731 ffs_vfree(pvp, ino, mode)
2732         struct vnode *pvp;
2733         ino_t ino;
2734         int mode;
2735 {
2736         struct ufsmount *ump;
2737
2738         if (DOINGSOFTDEP(pvp)) {
2739                 softdep_freefile(pvp, ino, mode);
2740                 return (0);
2741         }
2742         ump = VFSTOUFS(pvp->v_mount);
2743         return (ffs_freefile(ump, ump->um_fs, ump->um_devvp, ino, mode, NULL));
2744 }
2745
2746 /*
2747  * Do the actual free operation.
2748  * The specified inode is placed back in the free map.
2749  */
2750 int
2751 ffs_freefile(ump, fs, devvp, ino, mode, wkhd)
2752         struct ufsmount *ump;
2753         struct fs *fs;
2754         struct vnode *devvp;
2755         ino_t ino;
2756         int mode;
2757         struct workhead *wkhd;
2758 {
2759         struct cg *cgp;
2760         struct buf *bp;
2761         int error;
2762         u_int cg;
2763         u_int8_t *inosused;
2764         struct cdev *dev;
2765
2766         cg = ino_to_cg(fs, ino);
2767         if (devvp->v_type == VREG) {
2768                 /* devvp is a snapshot */
2769                 MPASS(devvp->v_mount->mnt_data == ump);
2770                 dev = ump->um_devvp->v_rdev;
2771         } else if (devvp->v_type == VCHR) {
2772                 /* devvp is a normal disk device */
2773                 dev = devvp->v_rdev;
2774         } else {
2775                 bp = NULL;
2776                 return (0);
2777         }
2778         if (ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
2779                 panic("ffs_freefile: range: dev = %s, ino = %ju, fs = %s",
2780                     devtoname(dev), (uintmax_t)ino, fs->fs_fsmnt);
2781         if ((error = ffs_getcg(fs, devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0)
2782                 return (error);
2783         inosused = cg_inosused(cgp);
2784         ino %= fs->fs_ipg;
2785         if (isclr(inosused, ino)) {
2786                 printf("dev = %s, ino = %ju, fs = %s\n", devtoname(dev),
2787                     (uintmax_t)(ino + cg * fs->fs_ipg), fs->fs_fsmnt);
2788                 if (fs->fs_ronly == 0)
2789                         panic("ffs_freefile: freeing free inode");
2790         }
2791         clrbit(inosused, ino);
2792         if (ino < cgp->cg_irotor)
2793                 cgp->cg_irotor = ino;
2794         cgp->cg_cs.cs_nifree++;
2795         UFS_LOCK(ump);
2796         fs->fs_cstotal.cs_nifree++;
2797         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree++;
2798         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
2799                 cgp->cg_cs.cs_ndir--;
2800                 fs->fs_cstotal.cs_ndir--;
2801                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir--;
2802         }
2803         fs->fs_fmod = 1;
2804         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2805         UFS_UNLOCK(ump);
2806         if (MOUNTEDSOFTDEP(UFSTOVFS(ump)) && devvp->v_type == VCHR)
2807                 softdep_setup_inofree(UFSTOVFS(ump), bp,
2808                     ino + cg * fs->fs_ipg, wkhd);
2809         bdwrite(bp);
2810         return (0);
2811 }
2812
2813 /*
2814  * Check to see if a file is free.
2815  * Used to check for allocated files in snapshots.
2816  */
2817 int
2818 ffs_checkfreefile(fs, devvp, ino)
2819         struct fs *fs;
2820         struct vnode *devvp;
2821         ino_t ino;
2822 {
2823         struct cg *cgp;
2824         struct buf *bp;
2825         int ret, error;
2826         u_int cg;
2827         u_int8_t *inosused;
2828
2829         cg = ino_to_cg(fs, ino);
2830         if ((devvp->v_type != VREG) && (devvp->v_type != VCHR))
2831                 return (1);
2832         if (ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
2833                 return (1);
2834         if ((error = ffs_getcg(fs, devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0)
2835                 return (1);
2836         inosused = cg_inosused(cgp);
2837         ino %= fs->fs_ipg;
2838         ret = isclr(inosused, ino);
2839         brelse(bp);
2840         return (ret);
2841 }
2842
2843 /*
2844  * Find a block of the specified size in the specified cylinder group.
2845  *
2846  * It is a panic if a request is made to find a block if none are
2847  * available.
2848  */
2849 static ufs1_daddr_t
2850 ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz)
2851         struct fs *fs;
2852         struct cg *cgp;
2853         ufs2_daddr_t bpref;
2854         int allocsiz;
2855 {
2856         ufs1_daddr_t bno;
2857         int start, len, loc, i;
2858         int blk, field, subfield, pos;
2859         u_int8_t *blksfree;
2860
2861         /*
2862          * find the fragment by searching through the free block
2863          * map for an appropriate bit pattern
2864          */
2865         if (bpref)
2866                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
2867         else
2868                 start = cgp->cg_frotor / NBBY;
2869         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2870         len = howmany(fs->fs_fpg, NBBY) - start;
2871         loc = scanc((u_int)len, (u_char *)&blksfree[start],
2872                 fragtbl[fs->fs_frag],
2873                 (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
2874         if (loc == 0) {
2875                 len = start + 1;
2876                 start = 0;
2877                 loc = scanc((u_int)len, (u_char *)&blksfree[0],
2878                         fragtbl[fs->fs_frag],
2879                         (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
2880                 if (loc == 0) {
2881                         printf("start = %d, len = %d, fs = %s\n",
2882                             start, len, fs->fs_fsmnt);
2883                         panic("ffs_alloccg: map corrupted");
2884                         /* NOTREACHED */
2885                 }
2886         }
2887         bno = (start + len - loc) * NBBY;
2888         cgp->cg_frotor = bno;
2889         /*
2890          * found the byte in the map
2891          * sift through the bits to find the selected frag
2892          */
2893         for (i = bno + NBBY; bno < i; bno += fs->fs_frag) {
2894                 blk = blkmap(fs, blksfree, bno);
2895                 blk <<= 1;
2896                 field = around[allocsiz];
2897                 subfield = inside[allocsiz];
2898                 for (pos = 0; pos <= fs->fs_frag - allocsiz; pos++) {
2899                         if ((blk & field) == subfield)
2900                                 return (bno + pos);
2901                         field <<= 1;
2902                         subfield <<= 1;
2903                 }
2904         }
2905         printf("bno = %lu, fs = %s\n", (u_long)bno, fs->fs_fsmnt);
2906         panic("ffs_alloccg: block not in map");
2907         return (-1);
2908 }
2909
2910 static const struct statfs *
2911 ffs_getmntstat(struct vnode *devvp)
2912 {
2913
2914         if (devvp->v_type == VCHR)
2915                 return (&devvp->v_rdev->si_mountpt->mnt_stat);
2916         return (ffs_getmntstat(VFSTOUFS(devvp->v_mount)->um_devvp));
2917 }
2918
2919 /*
2920  * Fetch and verify a cylinder group.
2921  */
2922 int
2923 ffs_getcg(fs, devvp, cg, bpp, cgpp)
2924         struct fs *fs;
2925         struct vnode *devvp;
2926         u_int cg;
2927         struct buf **bpp;
2928         struct cg **cgpp;
2929 {
2930         struct buf *bp;
2931         struct cg *cgp;
2932         const struct statfs *sfs;
2933         int flags, error;
2934
2935         *bpp = NULL;
2936         *cgpp = NULL;
2937         flags = 0;
2938         if ((fs->fs_metackhash & CK_CYLGRP) != 0)
2939                 flags |= GB_CKHASH;
2940         error = breadn_flags(devvp, devvp->v_type == VREG ?
2941             fragstoblks(fs, cgtod(fs, cg)) : fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
2942             (int)fs->fs_cgsize, NULL, NULL, 0, NOCRED, flags,
2943             ffs_ckhash_cg, &bp);
2944         if (error != 0)
2945                 return (error);
2946         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2947         if ((fs->fs_metackhash & CK_CYLGRP) != 0 &&
2948             (bp->b_flags & B_CKHASH) != 0 &&
2949             cgp->cg_ckhash != bp->b_ckhash) {
2950                 sfs = ffs_getmntstat(devvp);
2951                 printf("UFS %s%s (%s) cylinder checksum failed: cg %u, cgp: "
2952                     "0x%x != bp: 0x%jx\n",
2953                     devvp->v_type == VCHR ? "" : "snapshot of ",
2954                     sfs->f_mntfromname, sfs->f_mntonname,
2955                     cg, cgp->cg_ckhash, (uintmax_t)bp->b_ckhash);
2956                 bp->b_flags &= ~B_CKHASH;
2957                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
2958                 brelse(bp);
2959                 return (EIO);
2960         }
2961         if (!cg_chkmagic(cgp) || cgp->cg_cgx != cg) {
2962                 sfs = ffs_getmntstat(devvp);
2963                 printf("UFS %s%s (%s)",
2964                     devvp->v_type == VCHR ? "" : "snapshot of ",
2965                     sfs->f_mntfromname, sfs->f_mntonname);
2966                 if (!cg_chkmagic(cgp))
2967                         printf(" cg %u: bad magic number 0x%x should be 0x%x\n",
2968                             cg, cgp->cg_magic, CG_MAGIC);
2969                 else
2970                         printf(": wrong cylinder group cg %u != cgx %u\n", cg,
2971                             cgp->cg_cgx);
2972                 bp->b_flags &= ~B_CKHASH;
2973                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
2974                 brelse(bp);
2975                 return (EIO);
2976         }
2977         bp->b_flags &= ~B_CKHASH;
2978         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
2979         /*
2980          * If we are using check hashes on the cylinder group then we want
2981          * to limit changing the cylinder group time to when we are actually
2982          * going to write it to disk so that its check hash remains correct
2983          * in memory. If the CK_CYLGRP flag is set the time is updated in
2984          * ffs_bufwrite() as the buffer is queued for writing. Otherwise we
2985          * update the time here as we have done historically.
2986          */
2987         if ((fs->fs_metackhash & CK_CYLGRP) != 0)
2988                 bp->b_xflags |= BX_CYLGRP;
2989         else
2990                 cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
2991         *bpp = bp;
2992         *cgpp = cgp;
2993         return (0);
2994 }
2995
2996 static void
2997 ffs_ckhash_cg(bp)
2998         struct buf *bp;
2999 {
3000         uint32_t ckhash;
3001         struct cg *cgp;
3002
3003         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
3004         ckhash = cgp->cg_ckhash;
3005         cgp->cg_ckhash = 0;
3006         bp->b_ckhash = calculate_crc32c(~0L, bp->b_data, bp->b_bcount);
3007         cgp->cg_ckhash = ckhash;
3008 }
3009
3010 /*
3011  * Fserr prints the name of a filesystem with an error diagnostic.
3012  *
3013  * The form of the error message is:
3014  *      fs: error message
3015  */
3016 void
3017 ffs_fserr(fs, inum, cp)
3018         struct fs *fs;
3019         ino_t inum;
3020         char *cp;
3021 {
3022         struct thread *td = curthread;  /* XXX */
3023         struct proc *p = td->td_proc;
3024
3025         log(LOG_ERR, "pid %d (%s), uid %d inumber %ju on %s: %s\n",
3026             p->p_pid, p->p_comm, td->td_ucred->cr_uid, (uintmax_t)inum,
3027             fs->fs_fsmnt, cp);
3028 }
3029
3030 /*
3031  * This function provides the capability for the fsck program to
3032  * update an active filesystem. Fourteen operations are provided:
3033  *
3034  * adjrefcnt(inode, amt) - adjusts the reference count on the
3035  *      specified inode by the specified amount. Under normal
3036  *      operation the count should always go down. Decrementing
3037  *      the count to zero will cause the inode to be freed.
3038  * adjblkcnt(inode, amt) - adjust the number of blocks used by the
3039  *      inode by the specified amount.
3040  * adjsize(inode, size) - set the size of the inode to the
3041  *      specified size.
3042  * adjndir, adjbfree, adjifree, adjffree, adjnumclusters(amt) -
3043  *      adjust the superblock summary.
3044  * freedirs(inode, count) - directory inodes [inode..inode + count - 1]
3045  *      are marked as free. Inodes should never have to be marked
3046  *      as in use.
3047  * freefiles(inode, count) - file inodes [inode..inode + count - 1]
3048  *      are marked as free. Inodes should never have to be marked
3049  *      as in use.
3050  * freeblks(blockno, size) - blocks [blockno..blockno + size - 1]
3051  *      are marked as free. Blocks should never have to be marked
3052  *      as in use.
3053  * setflags(flags, set/clear) - the fs_flags field has the specified
3054  *      flags set (second parameter +1) or cleared (second parameter -1).
3055  * setcwd(dirinode) - set the current directory to dirinode in the
3056  *      filesystem associated with the snapshot.
3057  * setdotdot(oldvalue, newvalue) - Verify that the inode number for ".."
3058  *      in the current directory is oldvalue then change it to newvalue.
3059  * unlink(nameptr, oldvalue) - Verify that the inode number associated
3060  *      with nameptr in the current directory is oldvalue then unlink it.
3061  *
3062  * The following functions may only be used on a quiescent filesystem
3063  * by the soft updates journal. They are not safe to be run on an active
3064  * filesystem.
3065  *
3066  * setinode(inode, dip) - the specified disk inode is replaced with the
3067  *      contents pointed to by dip.
3068  * setbufoutput(fd, flags) - output associated with the specified file
3069  *      descriptor (which must reference the character device supporting
3070  *      the filesystem) switches from using physio to running through the
3071  *      buffer cache when flags is set to 1. The descriptor reverts to
3072  *      physio for output when flags is set to zero.
3073  */
3074
3075 static int sysctl_ffs_fsck(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
3076
3077 SYSCTL_PROC(_vfs_ffs, FFS_ADJ_REFCNT, adjrefcnt, CTLFLAG_WR|CTLTYPE_STRUCT,
3078         0, 0, sysctl_ffs_fsck, "S,fsck", "Adjust Inode Reference Count");
3079
3080 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_BLKCNT, adjblkcnt, CTLFLAG_WR,
3081         sysctl_ffs_fsck, "Adjust Inode Used Blocks Count");
3082
3083 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_SIZE, setsize, CTLFLAG_WR,
3084         sysctl_ffs_fsck, "Set the inode size");
3085
3086 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NDIR, adjndir, CTLFLAG_WR,
3087         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of directories");
3088
3089 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NBFREE, adjnbfree, CTLFLAG_WR,
3090         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free blocks");
3091
3092 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NIFREE, adjnifree, CTLFLAG_WR,
3093         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free inodes");
3094
3095 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NFFREE, adjnffree, CTLFLAG_WR,
3096         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free frags");
3097
3098 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NUMCLUSTERS, adjnumclusters, CTLFLAG_WR,
3099         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free clusters");
3100
3101 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_DIR_FREE, freedirs, CTLFLAG_WR,
3102         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of Directory Inodes");
3103
3104 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_FILE_FREE, freefiles, CTLFLAG_WR,
3105         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of File Inodes");
3106
3107 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_BLK_FREE, freeblks, CTLFLAG_WR,
3108         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of Blocks");
3109
3110 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_FLAGS, setflags, CTLFLAG_WR,
3111         sysctl_ffs_fsck, "Change Filesystem Flags");
3112
3113 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_CWD, setcwd, CTLFLAG_WR,
3114         sysctl_ffs_fsck, "Set Current Working Directory");
3115
3116 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_DOTDOT, setdotdot, CTLFLAG_WR,
3117         sysctl_ffs_fsck, "Change Value of .. Entry");
3118
3119 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_UNLINK, unlink, CTLFLAG_WR,
3120         sysctl_ffs_fsck, "Unlink a Duplicate Name");
3121
3122 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_INODE, setinode, CTLFLAG_WR,
3123         sysctl_ffs_fsck, "Update an On-Disk Inode");
3124
3125 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_BUFOUTPUT, setbufoutput, CTLFLAG_WR,
3126         sysctl_ffs_fsck, "Set Buffered Writing for Descriptor");
3127
3128 #define DEBUG 1
3129 #ifdef DEBUG
3130 static int fsckcmds = 0;
3131 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, fsckcmds, CTLFLAG_RW, &fsckcmds, 0, "");
3132 #endif /* DEBUG */
3133
3134 static int buffered_write(struct file *, struct uio *, struct ucred *,
3135         int, struct thread *);
3136
3137 static int
3138 sysctl_ffs_fsck(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3139 {
3140         struct thread *td = curthread;
3141         struct fsck_cmd cmd;
3142         struct ufsmount *ump;
3143         struct vnode *vp, *dvp, *fdvp;
3144         struct inode *ip, *dp;
3145         struct mount *mp;
3146         struct fs *fs;
3147         ufs2_daddr_t blkno;
3148         long blkcnt, blksize;
3149         u_long key;
3150         struct file *fp, *vfp;
3151         cap_rights_t rights;
3152         int filetype, error;
3153         static struct fileops *origops, bufferedops;
3154
3155         if (req->newlen > sizeof cmd)
3156                 return (EBADRPC);
3157         if ((error = SYSCTL_IN(req, &cmd, sizeof cmd)) != 0)
3158                 return (error);
3159         if (cmd.version != FFS_CMD_VERSION)
3160                 return (ERPCMISMATCH);
3161         if ((error = getvnode(td, cmd.handle,
3162             cap_rights_init(&rights, CAP_FSCK), &fp)) != 0)
3163                 return (error);
3164         vp = fp->f_data;
3165         if (vp->v_type != VREG && vp->v_type != VDIR) {
3166                 fdrop(fp, td);
3167                 return (EINVAL);
3168         }
3169         vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
3170         if (mp == NULL ||
3171             strncmp(mp->mnt_stat.f_fstypename, "ufs", MFSNAMELEN)) {
3172                 vn_finished_write(mp);
3173                 fdrop(fp, td);
3174                 return (EINVAL);
3175         }
3176         ump = VFSTOUFS(mp);
3177         if ((mp->mnt_flag & MNT_RDONLY) &&
3178             ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
3179                 vn_finished_write(mp);
3180                 fdrop(fp, td);
3181                 return (EROFS);
3182         }
3183         fs = ump->um_fs;
3184         filetype = IFREG;
3185
3186         switch (oidp->oid_number) {
3187
3188         case FFS_SET_FLAGS:
3189 #ifdef DEBUG
3190                 if (fsckcmds)
3191                         printf("%s: %s flags\n", mp->mnt_stat.f_mntonname,
3192                             cmd.size > 0 ? "set" : "clear");
3193 #endif /* DEBUG */
3194                 if (cmd.size > 0)
3195                         fs->fs_flags |= (long)cmd.value;
3196                 else
3197                         fs->fs_flags &= ~(long)cmd.value;
3198                 break;
3199
3200         case FFS_ADJ_REFCNT:
3201 #ifdef DEBUG
3202                 if (fsckcmds) {
3203                         printf("%s: adjust inode %jd link count by %jd\n",
3204                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
3205                             (intmax_t)cmd.size);
3206                 }
3207 #endif /* DEBUG */
3208                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3209                         break;
3210                 ip = VTOI(vp);
3211                 ip->i_nlink += cmd.size;
3212                 DIP_SET(ip, i_nlink, ip->i_nlink);
3213                 ip->i_effnlink += cmd.size;
3214                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
3215                 error = ffs_update(vp, 1);
3216                 if (DOINGSOFTDEP(vp))
3217                         softdep_change_linkcnt(ip);
3218                 vput(vp);
3219                 break;
3220
3221         case FFS_ADJ_BLKCNT:
3222 #ifdef DEBUG
3223                 if (fsckcmds) {
3224                         printf("%s: adjust inode %jd block count by %jd\n",
3225                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
3226                             (intmax_t)cmd.size);
3227                 }
3228 #endif /* DEBUG */
3229                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3230                         break;
3231                 ip = VTOI(vp);
3232                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + cmd.size);
3233                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
3234                 error = ffs_update(vp, 1);
3235                 vput(vp);
3236                 break;
3237
3238         case FFS_SET_SIZE:
3239 #ifdef DEBUG
3240                 if (fsckcmds) {
3241                         printf("%s: set inode %jd size to %jd\n",
3242                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
3243                             (intmax_t)cmd.size);
3244                 }
3245 #endif /* DEBUG */
3246                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3247                         break;
3248                 ip = VTOI(vp);
3249                 DIP_SET(ip, i_size, cmd.size);
3250                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
3251                 error = ffs_update(vp, 1);
3252                 vput(vp);
3253                 break;
3254
3255         case FFS_DIR_FREE:
3256                 filetype = IFDIR;
3257                 /* fall through */
3258
3259         case FFS_FILE_FREE:
3260 #ifdef DEBUG
3261                 if (fsckcmds) {
3262                         if (cmd.size == 1)
3263                                 printf("%s: free %s inode %ju\n",
3264                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
3265                                     filetype == IFDIR ? "directory" : "file",
3266                                     (uintmax_t)cmd.value);
3267                         else
3268                                 printf("%s: free %s inodes %ju-%ju\n",
3269                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
3270                                     filetype == IFDIR ? "directory" : "file",
3271                                     (uintmax_t)cmd.value,
3272                                     (uintmax_t)(cmd.value + cmd.size - 1));
3273                 }
3274 #endif /* DEBUG */
3275                 while (cmd.size > 0) {
3276                         if ((error = ffs_freefile(ump, fs, ump->um_devvp,
3277                             cmd.value, filetype, NULL)))
3278                                 break;
3279                         cmd.size -= 1;
3280                         cmd.value += 1;
3281                 }
3282                 break;
3283
3284         case FFS_BLK_FREE:
3285 #ifdef DEBUG
3286                 if (fsckcmds) {
3287                         if (cmd.size == 1)
3288                                 printf("%s: free block %jd\n",
3289                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
3290                                     (intmax_t)cmd.value);
3291                         else
3292                                 printf("%s: free blocks %jd-%jd\n",
3293                                     mp->mnt_stat.f_mntonname, 
3294                                     (intmax_t)cmd.value,
3295                                     (intmax_t)cmd.value + cmd.size - 1);
3296                 }
3297 #endif /* DEBUG */
3298                 blkno = cmd.value;
3299                 blkcnt = cmd.size;
3300                 blksize = fs->fs_frag - (blkno % fs->fs_frag);
3301                 key = ffs_blkrelease_start(ump, ump->um_devvp, UFS_ROOTINO);
3302                 while (blkcnt > 0) {
3303                         if (blkcnt < blksize)
3304                                 blksize = blkcnt;
3305                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp, blkno,
3306                             blksize * fs->fs_fsize, UFS_ROOTINO, 
3307                             VDIR, NULL, key);
3308                         blkno += blksize;
3309                         blkcnt -= blksize;
3310                         blksize = fs->fs_frag;
3311                 }
3312                 ffs_blkrelease_finish(ump, key);
3313                 break;
3314
3315         /*
3316          * Adjust superblock summaries.  fsck(8) is expected to
3317          * submit deltas when necessary.
3318          */
3319         case FFS_ADJ_NDIR:
3320 #ifdef DEBUG
3321                 if (fsckcmds) {
3322                         printf("%s: adjust number of directories by %jd\n",
3323                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3324                 }
3325 #endif /* DEBUG */
3326                 fs->fs_cstotal.cs_ndir += cmd.value;
3327                 break;
3328
3329         case FFS_ADJ_NBFREE:
3330 #ifdef DEBUG
3331                 if (fsckcmds) {
3332                         printf("%s: adjust number of free blocks by %+jd\n",
3333                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3334                 }
3335 #endif /* DEBUG */
3336                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree += cmd.value;
3337                 break;
3338
3339         case FFS_ADJ_NIFREE:
3340 #ifdef DEBUG
3341                 if (fsckcmds) {
3342                         printf("%s: adjust number of free inodes by %+jd\n",
3343                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3344                 }
3345 #endif /* DEBUG */
3346                 fs->fs_cstotal.cs_nifree += cmd.value;
3347                 break;
3348
3349         case FFS_ADJ_NFFREE:
3350 #ifdef DEBUG
3351                 if (fsckcmds) {
3352                         printf("%s: adjust number of free frags by %+jd\n",
3353                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3354                 }
3355 #endif /* DEBUG */
3356                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += cmd.value;
3357                 break;
3358
3359         case FFS_ADJ_NUMCLUSTERS:
3360 #ifdef DEBUG
3361                 if (fsckcmds) {
3362                         printf("%s: adjust number of free clusters by %+jd\n",
3363                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3364                 }
3365 #endif /* DEBUG */
3366                 fs->fs_cstotal.cs_numclusters += cmd.value;
3367                 break;
3368
3369         case FFS_SET_CWD:
3370 #ifdef DEBUG
3371                 if (fsckcmds) {
3372                         printf("%s: set current directory to inode %jd\n",
3373                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3374                 }
3375 #endif /* DEBUG */
3376                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_SHARED, &vp)))
3377                         break;
3378                 AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
3379                 if ((error = change_dir(vp, td)) != 0) {
3380                         vput(vp);
3381                         break;
3382                 }
3383                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
3384                 pwd_chdir(td, vp);
3385                 break;
3386
3387         case FFS_SET_DOTDOT:
3388 #ifdef DEBUG
3389                 if (fsckcmds) {
3390                         printf("%s: change .. in cwd from %jd to %jd\n",
3391                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
3392                             (intmax_t)cmd.size);
3393                 }
3394 #endif /* DEBUG */
3395                 /*
3396                  * First we have to get and lock the parent directory
3397                  * to which ".." points.
3398                  */
3399                 error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &fdvp);
3400                 if (error)
3401                         break;
3402                 /*
3403                  * Now we get and lock the child directory containing "..".
3404                  */
3405                 FILEDESC_SLOCK(td->td_proc->p_fd);
3406                 dvp = td->td_proc->p_fd->fd_cdir;
3407                 FILEDESC_SUNLOCK(td->td_proc->p_fd);
3408                 if ((error = vget(dvp, LK_EXCLUSIVE, td)) != 0) {
3409                         vput(fdvp);
3410                         break;
3411                 }
3412                 dp = VTOI(dvp);
3413                 dp->i_offset = 12;      /* XXX mastertemplate.dot_reclen */
3414                 error = ufs_dirrewrite(dp, VTOI(fdvp), (ino_t)cmd.size,
3415                     DT_DIR, 0);
3416                 cache_purge(fdvp);
3417                 cache_purge(dvp);
3418                 vput(dvp);
3419                 vput(fdvp);
3420                 break;
3421
3422         case FFS_UNLINK:
3423 #ifdef DEBUG
3424                 if (fsckcmds) {
3425                         char buf[32];
3426
3427                         if (copyinstr((char *)(intptr_t)cmd.value, buf,32,NULL))
3428                                 strncpy(buf, "Name_too_long", 32);
3429                         printf("%s: unlink %s (inode %jd)\n",
3430                             mp->mnt_stat.f_mntonname, buf, (intmax_t)cmd.size);
3431                 }
3432 #endif /* DEBUG */
3433                 /*
3434                  * kern_unlinkat will do its own start/finish writes and
3435                  * they do not nest, so drop ours here. Setting mp == NULL
3436                  * indicates that vn_finished_write is not needed down below.
3437                  */
3438                 vn_finished_write(mp);
3439                 mp = NULL;
3440                 error = kern_unlinkat(td, AT_FDCWD, (char *)(intptr_t)cmd.value,
3441                     UIO_USERSPACE, 0, (ino_t)cmd.size);
3442                 break;
3443
3444         case FFS_SET_INODE:
3445                 if (ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
3446                         error = EPERM;
3447                         break;
3448                 }
3449 #ifdef DEBUG
3450                 if (fsckcmds) {
3451                         printf("%s: update inode %jd\n",
3452                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3453                 }
3454 #endif /* DEBUG */
3455                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3456                         break;
3457                 AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
3458                 ip = VTOI(vp);
3459                 if (I_IS_UFS1(ip))
3460                         error = copyin((void *)(intptr_t)cmd.size, ip->i_din1,
3461                             sizeof(struct ufs1_dinode));
3462                 else
3463                         error = copyin((void *)(intptr_t)cmd.size, ip->i_din2,
3464                             sizeof(struct ufs2_dinode));
3465                 if (error) {
3466                         vput(vp);
3467                         break;
3468                 }
3469                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
3470                 error = ffs_update(vp, 1);
3471                 vput(vp);
3472                 break;
3473
3474         case FFS_SET_BUFOUTPUT:
3475                 if (ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
3476                         error = EPERM;
3477                         break;
3478                 }
3479                 if (ITOUMP(VTOI(vp)) != ump) {
3480                         error = EINVAL;
3481                         break;
3482                 }
3483 #ifdef DEBUG
3484                 if (fsckcmds) {
3485                         printf("%s: %s buffered output for descriptor %jd\n",
3486                             mp->mnt_stat.f_mntonname,
3487                             cmd.size == 1 ? "enable" : "disable",
3488                             (intmax_t)cmd.value);
3489                 }
3490 #endif /* DEBUG */
3491                 if ((error = getvnode(td, cmd.value,
3492                     cap_rights_init(&rights, CAP_FSCK), &vfp)) != 0)
3493                         break;
3494                 if (vfp->f_vnode->v_type != VCHR) {
3495                         fdrop(vfp, td);
3496                         error = EINVAL;
3497                         break;
3498                 }
3499                 if (origops == NULL) {
3500                         origops = vfp->f_ops;
3501                         bcopy((void *)origops, (void *)&bufferedops,
3502                             sizeof(bufferedops));
3503                         bufferedops.fo_write = buffered_write;
3504                 }
3505                 if (cmd.size == 1)
3506                         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&vfp->f_ops,
3507                             (uintptr_t)&bufferedops);
3508                 else
3509                         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&vfp->f_ops,
3510                             (uintptr_t)origops);
3511                 fdrop(vfp, td);
3512                 break;
3513
3514         default:
3515 #ifdef DEBUG
3516                 if (fsckcmds) {
3517                         printf("Invalid request %d from fsck\n",
3518                             oidp->oid_number);
3519                 }
3520 #endif /* DEBUG */
3521                 error = EINVAL;
3522                 break;
3523
3524         }
3525         fdrop(fp, td);
3526         vn_finished_write(mp);
3527         return (error);
3528 }
3529
3530 /*
3531  * Function to switch a descriptor to use the buffer cache to stage
3532  * its I/O. This is needed so that writes to the filesystem device
3533  * will give snapshots a chance to copy modified blocks for which it
3534  * needs to retain copies.
3535  */
3536 static int
3537 buffered_write(fp, uio, active_cred, flags, td)
3538         struct file *fp;
3539         struct uio *uio;
3540         struct ucred *active_cred;
3541         int flags;
3542         struct thread *td;
3543 {
3544         struct vnode *devvp, *vp;
3545         struct inode *ip;
3546         struct buf *bp;
3547         struct fs *fs;
3548         struct filedesc *fdp;
3549         int error;
3550         daddr_t lbn;
3551
3552         /*
3553          * The devvp is associated with the /dev filesystem. To discover
3554          * the filesystem with which the device is associated, we depend
3555          * on the application setting the current directory to a location
3556          * within the filesystem being written. Yes, this is an ugly hack.
3557          */
3558         devvp = fp->f_vnode;
3559         if (!vn_isdisk(devvp, NULL))
3560                 return (EINVAL);
3561         fdp = td->td_proc->p_fd;
3562         FILEDESC_SLOCK(fdp);
3563         vp = fdp->fd_cdir;
3564         vref(vp);
3565         FILEDESC_SUNLOCK(fdp);
3566         vn_lock(vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
3567         /*
3568          * Check that the current directory vnode indeed belongs to
3569          * UFS before trying to dereference UFS-specific v_data fields.
3570          */
3571         if (vp->v_op != &ffs_vnodeops1 && vp->v_op != &ffs_vnodeops2) {
3572                 vput(vp);
3573                 return (EINVAL);
3574         }
3575         ip = VTOI(vp);
3576         if (ITODEVVP(ip) != devvp) {
3577                 vput(vp);
3578                 return (EINVAL);
3579         }
3580         fs = ITOFS(ip);
3581         vput(vp);
3582         foffset_lock_uio(fp, uio, flags);
3583         vn_lock(devvp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
3584 #ifdef DEBUG
3585         if (fsckcmds) {
3586                 printf("%s: buffered write for block %jd\n",
3587                     fs->fs_fsmnt, (intmax_t)btodb(uio->uio_offset));
3588         }
3589 #endif /* DEBUG */
3590         /*
3591          * All I/O must be contained within a filesystem block, start on
3592          * a fragment boundary, and be a multiple of fragments in length.
3593          */
3594         if (uio->uio_resid > fs->fs_bsize - (uio->uio_offset % fs->fs_bsize) ||
3595             fragoff(fs, uio->uio_offset) != 0 ||
3596             fragoff(fs, uio->uio_resid) != 0) {
3597                 error = EINVAL;
3598                 goto out;
3599         }
3600         lbn = numfrags(fs, uio->uio_offset);
3601         bp = getblk(devvp, lbn, uio->uio_resid, 0, 0, 0);
3602         bp->b_flags |= B_RELBUF;
3603         if ((error = uiomove((char *)bp->b_data, uio->uio_resid, uio)) != 0) {
3604                 brelse(bp);
3605                 goto out;
3606         }
3607         error = bwrite(bp);
3608 out:
3609         VOP_UNLOCK(devvp, 0);
3610         foffset_unlock_uio(fp, uio, flags | FOF_NEXTOFF);
3611         return (error);
3612 }