sys/ufs/ffs/ffs_alloc.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  14  *    must display the following acknowledgement:
  15  *      This product includes software developed by the University of
  16  *      California, Berkeley and its contributors.
  17  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  19  *    without specific prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  *
  33  *      @(#)ffs_alloc.c 8.18 (Berkeley) 5/26/95
  34  * $Id: ffs_alloc.c,v 1.58 1999/05/12 22:32:07 peter Exp $
  35  */
  36
  37 #include "opt_quota.h"
  38
  39 #include <sys/param.h>
  40 #include <sys/systm.h>
  41 #include <sys/buf.h>
  42 #include <sys/conf.h>
  43 #include <sys/proc.h>
  44 #include <sys/vnode.h>
  45 #include <sys/mount.h>
  46 #include <sys/kernel.h>
  47 #include <sys/sysctl.h>
  48 #include <sys/syslog.h>
  49
  50 #include <ufs/ufs/quota.h>
  51 #include <ufs/ufs/inode.h>
  52 #include <ufs/ufs/ufs_extern.h>
  53 #include <ufs/ufs/ufsmount.h>
  54
  55 #include <ufs/ffs/fs.h>
  56 #include <ufs/ffs/ffs_extern.h>
  57
  58 typedef ufs_daddr_t allocfcn_t __P((struct inode *ip, int cg, ufs_daddr_t bpref,
  59                                   int size));
  60
  61 static ufs_daddr_t ffs_alloccg __P((struct inode *, int, ufs_daddr_t, int));
  62 static ufs_daddr_t
  63               ffs_alloccgblk __P((struct inode *, struct buf *, ufs_daddr_t));
  64 #ifdef DIAGNOSTIC
  65 static int      ffs_checkblk __P((struct inode *, ufs_daddr_t, long));
  66 #endif
  67 static void     ffs_clusteracct __P((struct fs *, struct cg *, ufs_daddr_t,
  68                                      int));
  69 static ufs_daddr_t ffs_clusteralloc __P((struct inode *, int, ufs_daddr_t,
  70             int));
  71 static ino_t    ffs_dirpref __P((struct fs *));
  72 static ufs_daddr_t ffs_fragextend __P((struct inode *, int, long, int, int));
  73 static void     ffs_fserr __P((struct fs *, u_int, char *));
  74 static u_long   ffs_hashalloc
  75                     __P((struct inode *, int, long, int, allocfcn_t *));
  76 static ino_t    ffs_nodealloccg __P((struct inode *, int, ufs_daddr_t, int));
  77 static ufs_daddr_t ffs_mapsearch __P((struct fs *, struct cg *, ufs_daddr_t,
  78             int));
  79
  80 /*
  81  * Allocate a block in the file system.
  82  *
  83  * The size of the requested block is given, which must be some
  84  * multiple of fs_fsize and <= fs_bsize.
  85  * A preference may be optionally specified. If a preference is given
  86  * the following hierarchy is used to allocate a block:
  87  *   1) allocate the requested block.
  88  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
  89  *   3) allocate a block in the same cylinder group.
  90  *   4) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
  91  *      available block is located.
  92  * If no block preference is given the following heirarchy is used
  93  * to allocate a block:
  94  *   1) allocate a block in the cylinder group that contains the
  95  *      inode for the file.
  96  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
  97  *      available block is located.
  98  */
  99 int
 100 ffs_alloc(ip, lbn, bpref, size, cred, bnp)
 101         register struct inode *ip;
 102         ufs_daddr_t lbn, bpref;
 103         int size;
 104         struct ucred *cred;
 105         ufs_daddr_t *bnp;
 106 {
 107         register struct fs *fs;
 108         ufs_daddr_t bno;
 109         int cg;
 110 #ifdef QUOTA
 111         int error;
 112 #endif
 113
 114         *bnp = 0;
 115         fs = ip->i_fs;
 116 #ifdef DIAGNOSTIC
 117         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
 118                 printf("dev = %s, bsize = %ld, size = %d, fs = %s\n",
 119                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_bsize, size,
 120                     fs->fs_fsmnt);
 121                 panic("ffs_alloc: bad size");
 122         }
 123         if (cred == NOCRED)
 124                 panic("ffs_alloc: missing credential");
 125 #endif /* DIAGNOSTIC */
 126         if (size == fs->fs_bsize && fs->fs_cstotal.cs_nbfree == 0)
 127                 goto nospace;
 128         if (cred->cr_uid != 0 &&
 129             freespace(fs, fs->fs_minfree) - numfrags(fs, size) < 0)
 130                 goto nospace;
 131 #ifdef QUOTA
 132         error = chkdq(ip, (long)btodb(size), cred, 0);
 133         if (error)
 134                 return (error);
 135 #endif
 136         if (bpref >= fs->fs_size)
 137                 bpref = 0;
 138         if (bpref == 0)
 139                 cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
 140         else
 141                 cg = dtog(fs, bpref);
 142         bno = (ufs_daddr_t)ffs_hashalloc(ip, cg, (long)bpref, size,
 143                                          ffs_alloccg);
 144         if (bno > 0) {
 145                 ip->i_blocks += btodb(size);
 146                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 147                 *bnp = bno;
 148                 return (0);
 149         }
 150 #ifdef QUOTA
 151         /*
 152          * Restore user's disk quota because allocation failed.
 153          */
 154         (void) chkdq(ip, (long)-btodb(size), cred, FORCE);
 155 #endif
 156 nospace:
 157         ffs_fserr(fs, cred->cr_uid, "file system full");
 158         uprintf("\n%s: write failed, file system is full\n", fs->fs_fsmnt);
 159         return (ENOSPC);
 160 }
 161
 162 /*
 163  * Reallocate a fragment to a bigger size
 164  *
 165  * The number and size of the old block is given, and a preference
 166  * and new size is also specified. The allocator attempts to extend
 167  * the original block. Failing that, the regular block allocator is
 168  * invoked to get an appropriate block.
 169  */
 170 int
 171 ffs_realloccg(ip, lbprev, bpref, osize, nsize, cred, bpp)
 172         register struct inode *ip;
 173         ufs_daddr_t lbprev;
 174         ufs_daddr_t bpref;
 175         int osize, nsize;
 176         struct ucred *cred;
 177         struct buf **bpp;
 178 {
 179         register struct fs *fs;
 180         struct buf *bp;
 181         int cg, request, error;
 182         ufs_daddr_t bprev, bno;
 183
 184         *bpp = 0;
 185         fs = ip->i_fs;
 186 #ifdef DIAGNOSTIC
 187         if ((u_int)osize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, osize) != 0 ||
 188             (u_int)nsize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, nsize) != 0) {
 189                 printf(
 190                 "dev = %s, bsize = %ld, osize = %d, nsize = %d, fs = %s\n",
 191                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_bsize, osize,
 192                     nsize, fs->fs_fsmnt);
 193                 panic("ffs_realloccg: bad size");
 194         }
 195         if (cred == NOCRED)
 196                 panic("ffs_realloccg: missing credential");
 197 #endif /* DIAGNOSTIC */
 198         if (cred->cr_uid != 0 &&
 199             freespace(fs, fs->fs_minfree) -  numfrags(fs, nsize - osize) < 0)
 200                 goto nospace;
 201         if ((bprev = ip->i_db[lbprev]) == 0) {
 202                 printf("dev = %s, bsize = %ld, bprev = %ld, fs = %s\n",
 203                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_bsize, (long)bprev,
 204                     fs->fs_fsmnt);
 205                 panic("ffs_realloccg: bad bprev");
 206         }
 207         /*
 208          * Allocate the extra space in the buffer.
 209          */
 210         error = bread(ITOV(ip), lbprev, osize, NOCRED, &bp);
 211         if (error) {
 212                 brelse(bp);
 213                 return (error);
 214         }
 215
 216         if( bp->b_blkno == bp->b_lblkno) {
 217                 if( lbprev >= NDADDR)
 218                         panic("ffs_realloccg: lbprev out of range");
 219                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, bprev);
 220         }
 221
 222 #ifdef QUOTA
 223         error = chkdq(ip, (long)btodb(nsize - osize), cred, 0);
 224         if (error) {
 225                 brelse(bp);
 226                 return (error);
 227         }
 228 #endif
 229         /*
 230          * Check for extension in the existing location.
 231          */
 232         cg = dtog(fs, bprev);
 233         bno = ffs_fragextend(ip, cg, (long)bprev, osize, nsize);
 234         if (bno) {
 235                 if (bp->b_blkno != fsbtodb(fs, bno))
 236                         panic("ffs_realloccg: bad blockno");
 237                 ip->i_blocks += btodb(nsize - osize);
 238                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 239                 allocbuf(bp, nsize);
 240                 bp->b_flags |= B_DONE;
 241                 bzero((char *)bp->b_data + osize, (u_int)nsize - osize);
 242                 *bpp = bp;
 243                 return (0);
 244         }
 245         /*
 246          * Allocate a new disk location.
 247          */
 248         if (bpref >= fs->fs_size)
 249                 bpref = 0;
 250         switch ((int)fs->fs_optim) {
 251         case FS_OPTSPACE:
 252                 /*
 253                  * Allocate an exact sized fragment. Although this makes
 254                  * best use of space, we will waste time relocating it if
 255                  * the file continues to grow. If the fragmentation is
 256                  * less than half of the minimum free reserve, we choose
 257                  * to begin optimizing for time.
 258                  */
 259                 request = nsize;
 260                 if (fs->fs_minfree <= 5 ||
 261                     fs->fs_cstotal.cs_nffree >
 262                     fs->fs_dsize * fs->fs_minfree / (2 * 100))
 263                         break;
 264                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from SPACE to TIME\n",
 265                         fs->fs_fsmnt);
 266                 fs->fs_optim = FS_OPTTIME;
 267                 break;
 268         case FS_OPTTIME:
 269                 /*
 270                  * At this point we have discovered a file that is trying to
 271                  * grow a small fragment to a larger fragment. To save time,
 272                  * we allocate a full sized block, then free the unused portion.
 273                  * If the file continues to grow, the `ffs_fragextend' call
 274                  * above will be able to grow it in place without further
 275                  * copying. If aberrant programs cause disk fragmentation to
 276                  * grow within 2% of the free reserve, we choose to begin
 277                  * optimizing for space.
 278                  */
 279                 request = fs->fs_bsize;
 280                 if (fs->fs_cstotal.cs_nffree <
 281                     fs->fs_dsize * (fs->fs_minfree - 2) / 100)
 282                         break;
 283                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from TIME to SPACE\n",
 284                         fs->fs_fsmnt);
 285                 fs->fs_optim = FS_OPTSPACE;
 286                 break;
 287         default:
 288                 printf("dev = %s, optim = %ld, fs = %s\n",
 289                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_optim, fs->fs_fsmnt);
 290                 panic("ffs_realloccg: bad optim");
 291                 /* NOTREACHED */
 292         }
 293         bno = (ufs_daddr_t)ffs_hashalloc(ip, cg, (long)bpref, request,
 294                                          ffs_alloccg);
 295         if (bno > 0) {
 296                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, bno);
 297                 if (!DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
 298                         ffs_blkfree(ip, bprev, (long)osize);
 299                 if (nsize < request)
 300                         ffs_blkfree(ip, bno + numfrags(fs, nsize),
 301                             (long)(request - nsize));
 302                 ip->i_blocks += btodb(nsize - osize);
 303                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 304                 allocbuf(bp, nsize);
 305                 bp->b_flags |= B_DONE;
 306                 bzero((char *)bp->b_data + osize, (u_int)nsize - osize);
 307                 *bpp = bp;
 308                 return (0);
 309         }
 310 #ifdef QUOTA
 311         /*
 312          * Restore user's disk quota because allocation failed.
 313          */
 314         (void) chkdq(ip, (long)-btodb(nsize - osize), cred, FORCE);
 315 #endif
 316         brelse(bp);
 317 nospace:
 318         /*
 319          * no space available
 320          */
 321         ffs_fserr(fs, cred->cr_uid, "file system full");
 322         uprintf("\n%s: write failed, file system is full\n", fs->fs_fsmnt);
 323         return (ENOSPC);
 324 }
 325
 326 SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, ffs, CTLFLAG_RW, 0, "FFS filesystem");
 327
 328 /*
 329  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
 330  *
 331  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
 332  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
 333  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible to
 334  * an fs_rotdelay offset from the end of the allocation for the logical
 335  * block immediately preceeding the current range. If successful, the
 336  * physical block numbers in the buffer pointers and in the inode are
 337  * changed to reflect the new allocation. If unsuccessful, the allocation
 338  * is left unchanged. The success in doing the reallocation is returned.
 339  * Note that the error return is not reflected back to the user. Rather
 340  * the previous block allocation will be used.
 341  */
 342 static int doasyncfree = 1;
 343 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, FFS_ASYNCFREE, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0, "");
 344
 345 static int doreallocblks = 1;
 346 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, FFS_REALLOCBLKS, doreallocblks, CTLFLAG_RW, &doreallocblks, 0, "");
 347
 348 #ifdef DEBUG
 349 static volatile int prtrealloc = 0;
 350 #endif
 351
 352 int
 353 ffs_reallocblks(ap)
 354         struct vop_reallocblks_args /* {
 355                 struct vnode *a_vp;
 356                 struct cluster_save *a_buflist;
 357         } */ *ap;
 358 {
 359         struct fs *fs;
 360         struct inode *ip;
 361         struct vnode *vp;
 362         struct buf *sbp, *ebp;
 363         ufs_daddr_t *bap, *sbap, *ebap = 0;
 364         struct cluster_save *buflist;
 365         ufs_daddr_t start_lbn, end_lbn, soff, newblk, blkno;
 366         struct indir start_ap[NIADDR + 1], end_ap[NIADDR + 1], *idp;
 367         int i, len, start_lvl, end_lvl, pref, ssize;
 368
 369         if (doreallocblks == 0)
 370                 return (ENOSPC);
 371         vp = ap->a_vp;
 372         ip = VTOI(vp);
 373         fs = ip->i_fs;
 374         if (fs->fs_contigsumsize <= 0)
 375                 return (ENOSPC);
 376         buflist = ap->a_buflist;
 377         len = buflist->bs_nchildren;
 378         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
 379         end_lbn = start_lbn + len - 1;
 380 #ifdef DIAGNOSTIC
 381         for (i = 0; i < len; i++)
 382                 if (!ffs_checkblk(ip,
 383                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
 384                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
 385         for (i = 1; i < len; i++)
 386                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
 387                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
 388         blkno = buflist->bs_children[0]->b_blkno;
 389         ssize = fsbtodb(fs, fs->fs_frag);
 390         for (i = 1; i < len - 1; i++)
 391                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != blkno + (i * ssize))
 392                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
 393 #endif
 394         /*
 395          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
 396          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
 397          * the previous cylinder group.
 398          */
 399         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
 400             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
 401                 return (ENOSPC);
 402         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
 403             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
 404                 return (ENOSPC);
 405         /*
 406          * Get the starting offset and block map for the first block.
 407          */
 408         if (start_lvl == 0) {
 409                 sbap = &ip->i_db[0];
 410                 soff = start_lbn;
 411         } else {
 412                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
 413                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
 414                         brelse(sbp);
 415                         return (ENOSPC);
 416                 }
 417                 sbap = (ufs_daddr_t *)sbp->b_data;
 418                 soff = idp->in_off;
 419         }
 420         /*
 421          * Find the preferred location for the cluster.
 422          */
 423         pref = ffs_blkpref(ip, start_lbn, soff, sbap);
 424         /*
 425          * If the block range spans two block maps, get the second map.
 426          */
 427         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
 428                 ssize = len;
 429         } else {
 430 #ifdef DIAGNOSTIC
 431                 if (start_ap[start_lvl-1].in_lbn == idp->in_lbn)
 432                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
 433 #endif
 434                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
 435                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &ebp))
 436                         goto fail;
 437                 ebap = (ufs_daddr_t *)ebp->b_data;
 438         }
 439         /*
 440          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
 441          */
 442         if ((newblk = (ufs_daddr_t)ffs_hashalloc(ip, dtog(fs, pref), (long)pref,
 443             len, ffs_clusteralloc)) == 0)
 444                 goto fail;
 445         /*
 446          * We have found a new contiguous block.
 447          *
 448          * First we have to replace the old block pointers with the new
 449          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
 450          * with the file.
 451          */
 452 #ifdef DEBUG
 453         if (prtrealloc)
 454                 printf("realloc: ino %d, lbns %d-%d\n\told:", ip->i_number,
 455                     start_lbn, end_lbn);
 456 #endif
 457         blkno = newblk;
 458         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
 459                 if (i == ssize) {
 460                         bap = ebap;
 461                         soff = -i;
 462                 }
 463 #ifdef DIAGNOSTIC
 464                 if (!ffs_checkblk(ip,
 465                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
 466                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
 467                 if (dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno) != *bap)
 468                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
 469 #endif
 470 #ifdef DEBUG
 471                 if (prtrealloc)
 472                         printf(" %d,", *bap);
 473 #endif
 474                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
 475                         if (sbap == &ip->i_db[0] && i < ssize)
 476                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
 477                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
 478                                     buflist->bs_children[i]);
 479                         else
 480                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
 481                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
 482                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
 483                 }
 484                 *bap++ = blkno;
 485         }
 486         /*
 487          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
 488          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
 489          * the old block values may have been written to disk. In practise
 490          * they are almost never written, but if we are concerned about
 491          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
 492          *
 493          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
 494          * that shows whether the associated buffers and inodes have
 495          * been written. The flag should be set when the cluster is
 496          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
 497          * We can then check below to see if it is set, and do the
 498          * synchronous write only when it has been cleared.
 499          */
 500         if (sbap != &ip->i_db[0]) {
 501                 if (doasyncfree)
 502                         bdwrite(sbp);
 503                 else
 504                         bwrite(sbp);
 505         } else {
 506                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 507                 if (!doasyncfree)
 508                         UFS_UPDATE(vp, 1);
 509         }
 510         if (ssize < len) {
 511                 if (doasyncfree)
 512                         bdwrite(ebp);
 513                 else
 514                         bwrite(ebp);
 515         }
 516         /*
 517          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
 518          */
 519 #ifdef DEBUG
 520         if (prtrealloc)
 521                 printf("\n\tnew:");
 522 #endif
 523         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
 524                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
 525                         ffs_blkfree(ip,
 526                             dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno),
 527                             fs->fs_bsize);
 528                 buflist->bs_children[i]->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
 529 #ifdef DEBUG
 530                 if (!ffs_checkblk(ip,
 531                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
 532                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
 533                 if (prtrealloc)
 534                         printf(" %d,", blkno);
 535 #endif
 536         }
 537 #ifdef DEBUG
 538         if (prtrealloc) {
 539                 prtrealloc--;
 540                 printf("\n");
 541         }
 542 #endif
 543         return (0);
 544
 545 fail:
 546         if (ssize < len)
 547                 brelse(ebp);
 548         if (sbap != &ip->i_db[0])
 549                 brelse(sbp);
 550         return (ENOSPC);
 551 }
 552
 553 /*
 554  * Allocate an inode in the file system.
 555  *
 556  * If allocating a directory, use ffs_dirpref to select the inode.
 557  * If allocating in a directory, the following hierarchy is followed:
 558  *   1) allocate the preferred inode.
 559  *   2) allocate an inode in the same cylinder group.
 560  *   3) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
 561  *      available inode is located.
 562  * If no inode preference is given the following heirarchy is used
 563  * to allocate an inode:
 564  *   1) allocate an inode in cylinder group 0.
 565  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
 566  *      available inode is located.
 567  */
 568 int
 569 ffs_valloc(pvp, mode, cred, vpp)
 570         struct vnode *pvp;
 571         int mode;
 572         struct ucred *cred;
 573         struct vnode **vpp;
 574 {
 575         register struct inode *pip;
 576         register struct fs *fs;
 577         register struct inode *ip;
 578         ino_t ino, ipref;
 579         int cg, error;
 580
 581         *vpp = NULL;
 582         pip = VTOI(pvp);
 583         fs = pip->i_fs;
 584         if (fs->fs_cstotal.cs_nifree == 0)
 585                 goto noinodes;
 586
 587         if ((mode & IFMT) == IFDIR)
 588                 ipref = ffs_dirpref(fs);
 589         else
 590                 ipref = pip->i_number;
 591         if (ipref >= fs->fs_ncg * fs->fs_ipg)
 592                 ipref = 0;
 593         cg = ino_to_cg(fs, ipref);
 594         ino = (ino_t)ffs_hashalloc(pip, cg, (long)ipref, mode,
 595                                         (allocfcn_t *)ffs_nodealloccg);
 596         if (ino == 0)
 597                 goto noinodes;
 598         error = VFS_VGET(pvp->v_mount, ino, vpp);
 599         if (error) {
 600                 UFS_VFREE(pvp, ino, mode);
 601                 return (error);
 602         }
 603         ip = VTOI(*vpp);
 604         if (ip->i_mode) {
 605                 printf("mode = 0%o, inum = %lu, fs = %s\n",
 606                     ip->i_mode, (u_long)ip->i_number, fs->fs_fsmnt);
 607                 panic("ffs_valloc: dup alloc");
 608         }
 609         if (ip->i_blocks) {                             /* XXX */
 610                 printf("free inode %s/%lu had %ld blocks\n",
 611                     fs->fs_fsmnt, (u_long)ino, (long)ip->i_blocks);
 612                 ip->i_blocks = 0;
 613         }
 614         ip->i_flags = 0;
 615         /*
 616          * Set up a new generation number for this inode.
 617          */
 618         if (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
 619                 ip->i_gen = random() / 2 + 1;
 620         return (0);
 621 noinodes:
 622         ffs_fserr(fs, cred->cr_uid, "out of inodes");
 623         uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n", fs->fs_fsmnt);
 624         return (ENOSPC);
 625 }
 626
 627 /*
 628  * Find a cylinder to place a directory.
 629  *
 630  * The policy implemented by this algorithm is to select from
 631  * among those cylinder groups with above the average number of
 632  * free inodes, the one with the smallest number of directories.
 633  */
 634 static ino_t
 635 ffs_dirpref(fs)
 636         register struct fs *fs;
 637 {
 638         int cg, minndir, mincg, avgifree;
 639
 640         avgifree = fs->fs_cstotal.cs_nifree / fs->fs_ncg;
 641         minndir = fs->fs_ipg;
 642         mincg = 0;
 643         for (cg = 0; cg < fs->fs_ncg; cg++)
 644                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
 645                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree) {
 646                         mincg = cg;
 647                         minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
 648                 }
 649         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * mincg));
 650 }
 651
 652 /*
 653  * Select the desired position for the next block in a file.  The file is
 654  * logically divided into sections. The first section is composed of the
 655  * direct blocks. Each additional section contains fs_maxbpg blocks.
 656  *
 657  * If no blocks have been allocated in the first section, the policy is to
 658  * request a block in the same cylinder group as the inode that describes
 659  * the file. If no blocks have been allocated in any other section, the
 660  * policy is to place the section in a cylinder group with a greater than
 661  * average number of free blocks.  An appropriate cylinder group is found
 662  * by using a rotor that sweeps the cylinder groups. When a new group of
 663  * blocks is needed, the sweep begins in the cylinder group following the
 664  * cylinder group from which the previous allocation was made. The sweep
 665  * continues until a cylinder group with greater than the average number
 666  * of free blocks is found. If the allocation is for the first block in an
 667  * indirect block, the information on the previous allocation is unavailable;
 668  * here a best guess is made based upon the logical block number being
 669  * allocated.
 670  *
 671  * If a section is already partially allocated, the policy is to
 672  * contiguously allocate fs_maxcontig blocks.  The end of one of these
 673  * contiguous blocks and the beginning of the next is physically separated
 674  * so that the disk head will be in transit between them for at least
 675  * fs_rotdelay milliseconds.  This is to allow time for the processor to
 676  * schedule another I/O transfer.
 677  */
 678 ufs_daddr_t
 679 ffs_blkpref(ip, lbn, indx, bap)
 680         struct inode *ip;
 681         ufs_daddr_t lbn;
 682         int indx;
 683         ufs_daddr_t *bap;
 684 {
 685         register struct fs *fs;
 686         register int cg;
 687         int avgbfree, startcg;
 688         ufs_daddr_t nextblk;
 689
 690         fs = ip->i_fs;
 691         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || bap[indx - 1] == 0) {
 692                 if (lbn < NDADDR) {
 693                         cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
 694                         return (fs->fs_fpg * cg + fs->fs_frag);
 695                 }
 696                 /*
 697                  * Find a cylinder with greater than average number of
 698                  * unused data blocks.
 699                  */
 700                 if (indx == 0 || bap[indx - 1] == 0)
 701                         startcg =
 702                             ino_to_cg(fs, ip->i_number) + lbn / fs->fs_maxbpg;
 703                 else
 704                         startcg = dtog(fs, bap[indx - 1]) + 1;
 705                 startcg %= fs->fs_ncg;
 706                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
 707                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
 708                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
 709                                 fs->fs_cgrotor = cg;
 710                                 return (fs->fs_fpg * cg + fs->fs_frag);
 711                         }
 712                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
 713                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
 714                                 fs->fs_cgrotor = cg;
 715                                 return (fs->fs_fpg * cg + fs->fs_frag);
 716                         }
 717                 return (0);
 718         }
 719         /*
 720          * One or more previous blocks have been laid out. If less
 721          * than fs_maxcontig previous blocks are contiguous, the
 722          * next block is requested contiguously, otherwise it is
 723          * requested rotationally delayed by fs_rotdelay milliseconds.
 724          */
 725         nextblk = bap[indx - 1] + fs->fs_frag;
 726         if (fs->fs_rotdelay == 0 || indx < fs->fs_maxcontig ||
 727             bap[indx - fs->fs_maxcontig] +
 728             blkstofrags(fs, fs->fs_maxcontig) != nextblk)
 729                 return (nextblk);
 730         /*
 731          * Here we convert ms of delay to frags as:
 732          * (frags) = (ms) * (rev/sec) * (sect/rev) /
 733          *      ((sect/frag) * (ms/sec))
 734          * then round up to the next block.
 735          */
 736         nextblk += roundup(fs->fs_rotdelay * fs->fs_rps * fs->fs_nsect /
 737             (NSPF(fs) * 1000), fs->fs_frag);
 738         return (nextblk);
 739 }
 740
 741 /*
 742  * Implement the cylinder overflow algorithm.
 743  *
 744  * The policy implemented by this algorithm is:
 745  *   1) allocate the block in its requested cylinder group.
 746  *   2) quadradically rehash on the cylinder group number.
 747  *   3) brute force search for a free block.
 748  */
 749 /*VARARGS5*/
 750 static u_long
 751 ffs_hashalloc(ip, cg, pref, size, allocator)
 752         struct inode *ip;
 753         int cg;
 754         long pref;
 755         int size;       /* size for data blocks, mode for inodes */
 756         allocfcn_t *allocator;
 757 {
 758         register struct fs *fs;
 759         long result;    /* XXX why not same type as we return? */
 760         int i, icg = cg;
 761
 762         fs = ip->i_fs;
 763         /*
 764          * 1: preferred cylinder group
 765          */
 766         result = (*allocator)(ip, cg, pref, size);
 767         if (result)
 768                 return (result);
 769         /*
 770          * 2: quadratic rehash
 771          */
 772         for (i = 1; i < fs->fs_ncg; i *= 2) {
 773                 cg += i;
 774                 if (cg >= fs->fs_ncg)
 775                         cg -= fs->fs_ncg;
 776                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 777                 if (result)
 778                         return (result);
 779         }
 780         /*
 781          * 3: brute force search
 782          * Note that we start at i == 2, since 0 was checked initially,
 783          * and 1 is always checked in the quadratic rehash.
 784          */
 785         cg = (icg + 2) % fs->fs_ncg;
 786         for (i = 2; i < fs->fs_ncg; i++) {
 787                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 788                 if (result)
 789                         return (result);
 790                 cg++;
 791                 if (cg == fs->fs_ncg)
 792                         cg = 0;
 793         }
 794         return (0);
 795 }
 796
 797 /*
 798  * Determine whether a fragment can be extended.
 799  *
 800  * Check to see if the necessary fragments are available, and
 801  * if they are, allocate them.
 802  */
 803 static ufs_daddr_t
 804 ffs_fragextend(ip, cg, bprev, osize, nsize)
 805         struct inode *ip;
 806         int cg;
 807         long bprev;
 808         int osize, nsize;
 809 {
 810         register struct fs *fs;
 811         register struct cg *cgp;
 812         struct buf *bp;
 813         long bno;
 814         int frags, bbase;
 815         int i, error;
 816
 817         fs = ip->i_fs;
 818         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree < numfrags(fs, nsize - osize))
 819                 return (0);
 820         frags = numfrags(fs, nsize);
 821         bbase = fragnum(fs, bprev);
 822         if (bbase > fragnum(fs, (bprev + frags - 1))) {
 823                 /* cannot extend across a block boundary */
 824                 return (0);
 825         }
 826         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
 827                 (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
 828         if (error) {
 829                 brelse(bp);
 830                 return (0);
 831         }
 832         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
 833         if (!cg_chkmagic(cgp)) {
 834                 brelse(bp);
 835                 return (0);
 836         }
 837         cgp->cg_time = time_second;
 838         bno = dtogd(fs, bprev);
 839         for (i = numfrags(fs, osize); i < frags; i++)
 840                 if (isclr(cg_blksfree(cgp), bno + i)) {
 841                         brelse(bp);
 842                         return (0);
 843                 }
 844         /*
 845          * the current fragment can be extended
 846          * deduct the count on fragment being extended into
 847          * increase the count on the remaining fragment (if any)
 848          * allocate the extended piece
 849          */
 850         for (i = frags; i < fs->fs_frag - bbase; i++)
 851                 if (isclr(cg_blksfree(cgp), bno + i))
 852                         break;
 853         cgp->cg_frsum[i - numfrags(fs, osize)]--;
 854         if (i != frags)
 855                 cgp->cg_frsum[i - frags]++;
 856         for (i = numfrags(fs, osize); i < frags; i++) {
 857                 clrbit(cg_blksfree(cgp), bno + i);
 858                 cgp->cg_cs.cs_nffree--;
 859                 fs->fs_cstotal.cs_nffree--;
 860                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree--;
 861         }
 862         fs->fs_fmod = 1;
 863         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
 864                 softdep_setup_blkmapdep(bp, fs, bprev);
 865         bdwrite(bp);
 866         return (bprev);
 867 }
 868
 869 /*
 870  * Determine whether a block can be allocated.
 871  *
 872  * Check to see if a block of the appropriate size is available,
 873  * and if it is, allocate it.
 874  */
 875 static ufs_daddr_t
 876 ffs_alloccg(ip, cg, bpref, size)
 877         struct inode *ip;
 878         int cg;
 879         ufs_daddr_t bpref;
 880         int size;
 881 {
 882         register struct fs *fs;
 883         register struct cg *cgp;
 884         struct buf *bp;
 885         register int i;
 886         ufs_daddr_t bno, blkno;
 887         int allocsiz, error, frags;
 888
 889         fs = ip->i_fs;
 890         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize)
 891                 return (0);
 892         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
 893                 (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
 894         if (error) {
 895                 brelse(bp);
 896                 return (0);
 897         }
 898         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
 899         if (!cg_chkmagic(cgp) ||
 900             (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize)) {
 901                 brelse(bp);
 902                 return (0);
 903         }
 904         cgp->cg_time = time_second;
 905         if (size == fs->fs_bsize) {
 906                 bno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref);
 907                 bdwrite(bp);
 908                 return (bno);
 909         }
 910         /*
 911          * check to see if any fragments are already available
 912          * allocsiz is the size which will be allocated, hacking
 913          * it down to a smaller size if necessary
 914          */
 915         frags = numfrags(fs, size);
 916         for (allocsiz = frags; allocsiz < fs->fs_frag; allocsiz++)
 917                 if (cgp->cg_frsum[allocsiz] != 0)
 918                         break;
 919         if (allocsiz == fs->fs_frag) {
 920                 /*
 921                  * no fragments were available, so a block will be
 922                  * allocated, and hacked up
 923                  */
 924                 if (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0) {
 925                         brelse(bp);
 926                         return (0);
 927                 }
 928                 bno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref);
 929                 bpref = dtogd(fs, bno);
 930                 for (i = frags; i < fs->fs_frag; i++)
 931                         setbit(cg_blksfree(cgp), bpref + i);
 932                 i = fs->fs_frag - frags;
 933                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
 934                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
 935                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree += i;
 936                 fs->fs_fmod = 1;
 937                 cgp->cg_frsum[i]++;
 938                 bdwrite(bp);
 939                 return (bno);
 940         }
 941         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz);
 942         if (bno < 0) {
 943                 brelse(bp);
 944                 return (0);
 945         }
 946         for (i = 0; i < frags; i++)
 947                 clrbit(cg_blksfree(cgp), bno + i);
 948         cgp->cg_cs.cs_nffree -= frags;
 949         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= frags;
 950         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= frags;
 951         fs->fs_fmod = 1;
 952         cgp->cg_frsum[allocsiz]--;
 953         if (frags != allocsiz)
 954                 cgp->cg_frsum[allocsiz - frags]++;
 955         blkno = cg * fs->fs_fpg + bno;
 956         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
 957                 softdep_setup_blkmapdep(bp, fs, blkno);
 958         bdwrite(bp);
 959         return ((u_long)blkno);
 960 }
 961
 962 /*
 963  * Allocate a block in a cylinder group.
 964  *
 965  * This algorithm implements the following policy:
 966  *   1) allocate the requested block.
 967  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
 968  *   3) allocate the next available block on the block rotor for the
 969  *      specified cylinder group.
 970  * Note that this routine only allocates fs_bsize blocks; these
 971  * blocks may be fragmented by the routine that allocates them.
 972  */
 973 static ufs_daddr_t
 974 ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref)
 975         struct inode *ip;
 976         struct buf *bp;
 977         ufs_daddr_t bpref;
 978 {
 979         struct fs *fs;
 980         struct cg *cgp;
 981         ufs_daddr_t bno, blkno;
 982         int cylno, pos, delta;
 983         short *cylbp;
 984         register int i;
 985
 986         fs = ip->i_fs;
 987         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
 988         if (bpref == 0 || dtog(fs, bpref) != cgp->cg_cgx) {
 989                 bpref = cgp->cg_rotor;
 990                 goto norot;
 991         }
 992         bpref = blknum(fs, bpref);
 993         bpref = dtogd(fs, bpref);
 994         /*
 995          * if the requested block is available, use it
 996          */
 997         if (ffs_isblock(fs, cg_blksfree(cgp), fragstoblks(fs, bpref))) {
 998                 bno = bpref;
 999                 goto gotit;
1000         }
1001         if (fs->fs_nrpos <= 1 || fs->fs_cpc == 0) {
1002                 /*
1003                  * Block layout information is not available.
1004                  * Leaving bpref unchanged means we take the
1005                  * next available free block following the one
1006                  * we just allocated. Hopefully this will at
1007                  * least hit a track cache on drives of unknown
1008                  * geometry (e.g. SCSI).
1009                  */
1010                 goto norot;
1011         }
1012         /*
1013          * check for a block available on the same cylinder
1014          */
1015         cylno = cbtocylno(fs, bpref);
1016         if (cg_blktot(cgp)[cylno] == 0)
1017                 goto norot;
1018         /*
1019          * check the summary information to see if a block is
1020          * available in the requested cylinder starting at the
1021          * requested rotational position and proceeding around.
1022          */
1023         cylbp = cg_blks(fs, cgp, cylno);
1024         pos = cbtorpos(fs, bpref);
1025         for (i = pos; i < fs->fs_nrpos; i++)
1026                 if (cylbp[i] > 0)
1027                         break;
1028         if (i == fs->fs_nrpos)
1029                 for (i = 0; i < pos; i++)
1030                         if (cylbp[i] > 0)
1031                                 break;
1032         if (cylbp[i] > 0) {
1033                 /*
1034                  * found a rotational position, now find the actual
1035                  * block. A panic if none is actually there.
1036                  */
1037                 pos = cylno % fs->fs_cpc;
1038                 bno = (cylno - pos) * fs->fs_spc / NSPB(fs);
1039                 if (fs_postbl(fs, pos)[i] == -1) {
1040                         printf("pos = %d, i = %d, fs = %s\n",
1041                             pos, i, fs->fs_fsmnt);
1042                         panic("ffs_alloccgblk: cyl groups corrupted");
1043                 }
1044                 for (i = fs_postbl(fs, pos)[i];; ) {
1045                         if (ffs_isblock(fs, cg_blksfree(cgp), bno + i)) {
1046                                 bno = blkstofrags(fs, (bno + i));
1047                                 goto gotit;
1048                         }
1049                         delta = fs_rotbl(fs)[i];
1050                         if (delta <= 0 ||
1051                             delta + i > fragstoblks(fs, fs->fs_fpg))
1052                                 break;
1053                         i += delta;
1054                 }
1055                 printf("pos = %d, i = %d, fs = %s\n", pos, i, fs->fs_fsmnt);
1056                 panic("ffs_alloccgblk: can't find blk in cyl");
1057         }
1058 norot:
1059         /*
1060          * no blocks in the requested cylinder, so take next
1061          * available one in this cylinder group.
1062          */
1063         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, (int)fs->fs_frag);
1064         if (bno < 0)
1065                 return (0);
1066         cgp->cg_rotor = bno;
1067 gotit:
1068         blkno = fragstoblks(fs, bno);
1069         ffs_clrblock(fs, cg_blksfree(cgp), (long)blkno);
1070         ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, -1);
1071         cgp->cg_cs.cs_nbfree--;
1072         fs->fs_cstotal.cs_nbfree--;
1073         fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nbfree--;
1074         cylno = cbtocylno(fs, bno);
1075         cg_blks(fs, cgp, cylno)[cbtorpos(fs, bno)]--;
1076         cg_blktot(cgp)[cylno]--;
1077         fs->fs_fmod = 1;
1078         blkno = cgp->cg_cgx * fs->fs_fpg + bno;
1079         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1080                 softdep_setup_blkmapdep(bp, fs, blkno);
1081         return (blkno);
1082 }
1083
1084 /*
1085  * Determine whether a cluster can be allocated.
1086  *
1087  * We do not currently check for optimal rotational layout if there
1088  * are multiple choices in the same cylinder group. Instead we just
1089  * take the first one that we find following bpref.
1090  */
1091 static ufs_daddr_t
1092 ffs_clusteralloc(ip, cg, bpref, len)
1093         struct inode *ip;
1094         int cg;
1095         ufs_daddr_t bpref;
1096         int len;
1097 {
1098         register struct fs *fs;
1099         register struct cg *cgp;
1100         struct buf *bp;
1101         int i, got, run, bno, bit, map;
1102         u_char *mapp;
1103         int32_t *lp;
1104
1105         fs = ip->i_fs;
1106         if (fs->fs_maxcluster[cg] < len)
1107                 return (NULL);
1108         if (bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)), (int)fs->fs_cgsize,
1109             NOCRED, &bp))
1110                 goto fail;
1111         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1112         if (!cg_chkmagic(cgp))
1113                 goto fail;
1114         /*
1115          * Check to see if a cluster of the needed size (or bigger) is
1116          * available in this cylinder group.
1117          */
1118         lp = &cg_clustersum(cgp)[len];
1119         for (i = len; i <= fs->fs_contigsumsize; i++)
1120                 if (*lp++ > 0)
1121                         break;
1122         if (i > fs->fs_contigsumsize) {
1123                 /*
1124                  * This is the first time looking for a cluster in this
1125                  * cylinder group. Update the cluster summary information
1126                  * to reflect the true maximum sized cluster so that
1127                  * future cluster allocation requests can avoid reading
1128                  * the cylinder group map only to find no clusters.
1129                  */
1130                 lp = &cg_clustersum(cgp)[len - 1];
1131                 for (i = len - 1; i > 0; i--)
1132                         if (*lp-- > 0)
1133                                 break;
1134                 fs->fs_maxcluster[cg] = i;
1135                 goto fail;
1136         }
1137         /*
1138          * Search the cluster map to find a big enough cluster.
1139          * We take the first one that we find, even if it is larger
1140          * than we need as we prefer to get one close to the previous
1141          * block allocation. We do not search before the current
1142          * preference point as we do not want to allocate a block
1143          * that is allocated before the previous one (as we will
1144          * then have to wait for another pass of the elevator
1145          * algorithm before it will be read). We prefer to fail and
1146          * be recalled to try an allocation in the next cylinder group.
1147          */
1148         if (dtog(fs, bpref) != cg)
1149                 bpref = 0;
1150         else
1151                 bpref = fragstoblks(fs, dtogd(fs, blknum(fs, bpref)));
1152         mapp = &cg_clustersfree(cgp)[bpref / NBBY];
1153         map = *mapp++;
1154         bit = 1 << (bpref % NBBY);
1155         for (run = 0, got = bpref; got < cgp->cg_nclusterblks; got++) {
1156                 if ((map & bit) == 0) {
1157                         run = 0;
1158                 } else {
1159                         run++;
1160                         if (run == len)
1161                                 break;
1162                 }
1163                 if ((got & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1)) {
1164                         bit <<= 1;
1165                 } else {
1166                         map = *mapp++;
1167                         bit = 1;
1168                 }
1169         }
1170         if (got >= cgp->cg_nclusterblks)
1171                 goto fail;
1172         /*
1173          * Allocate the cluster that we have found.
1174          */
1175         for (i = 1; i <= len; i++)
1176                 if (!ffs_isblock(fs, cg_blksfree(cgp), got - run + i))
1177                         panic("ffs_clusteralloc: map mismatch");
1178         bno = cg * fs->fs_fpg + blkstofrags(fs, got - run + 1);
1179         if (dtog(fs, bno) != cg)
1180                 panic("ffs_clusteralloc: allocated out of group");
1181         len = blkstofrags(fs, len);
1182         for (i = 0; i < len; i += fs->fs_frag)
1183                 if ((got = ffs_alloccgblk(ip, bp, bno + i)) != bno + i)
1184                         panic("ffs_clusteralloc: lost block");
1185         bdwrite(bp);
1186         return (bno);
1187
1188 fail:
1189         brelse(bp);
1190         return (0);
1191 }
1192
1193 /*
1194  * Determine whether an inode can be allocated.
1195  *
1196  * Check to see if an inode is available, and if it is,
1197  * allocate it using the following policy:
1198  *   1) allocate the requested inode.
1199  *   2) allocate the next available inode after the requested
1200  *      inode in the specified cylinder group.
1201  */
1202 static ino_t
1203 ffs_nodealloccg(ip, cg, ipref, mode)
1204         struct inode *ip;
1205         int cg;
1206         ufs_daddr_t ipref;
1207         int mode;
1208 {
1209         register struct fs *fs;
1210         register struct cg *cgp;
1211         struct buf *bp;
1212         int error, start, len, loc, map, i;
1213
1214         fs = ip->i_fs;
1215         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree == 0)
1216                 return (0);
1217         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
1218                 (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
1219         if (error) {
1220                 brelse(bp);
1221                 return (0);
1222         }
1223         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1224         if (!cg_chkmagic(cgp) || cgp->cg_cs.cs_nifree == 0) {
1225                 brelse(bp);
1226                 return (0);
1227         }
1228         cgp->cg_time = time_second;
1229         if (ipref) {
1230                 ipref %= fs->fs_ipg;
1231                 if (isclr(cg_inosused(cgp), ipref))
1232                         goto gotit;
1233         }
1234         start = cgp->cg_irotor / NBBY;
1235         len = howmany(fs->fs_ipg - cgp->cg_irotor, NBBY);
1236         loc = skpc(0xff, len, &cg_inosused(cgp)[start]);
1237         if (loc == 0) {
1238                 len = start + 1;
1239                 start = 0;
1240                 loc = skpc(0xff, len, &cg_inosused(cgp)[0]);
1241                 if (loc == 0) {
1242                         printf("cg = %d, irotor = %ld, fs = %s\n",
1243                             cg, (long)cgp->cg_irotor, fs->fs_fsmnt);
1244                         panic("ffs_nodealloccg: map corrupted");
1245                         /* NOTREACHED */
1246                 }
1247         }
1248         i = start + len - loc;
1249         map = cg_inosused(cgp)[i];
1250         ipref = i * NBBY;
1251         for (i = 1; i < (1 << NBBY); i <<= 1, ipref++) {
1252                 if ((map & i) == 0) {
1253                         cgp->cg_irotor = ipref;
1254                         goto gotit;
1255                 }
1256         }
1257         printf("fs = %s\n", fs->fs_fsmnt);
1258         panic("ffs_nodealloccg: block not in map");
1259         /* NOTREACHED */
1260 gotit:
1261         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1262                 softdep_setup_inomapdep(bp, ip, cg * fs->fs_ipg + ipref);
1263         setbit(cg_inosused(cgp), ipref);
1264         cgp->cg_cs.cs_nifree--;
1265         fs->fs_cstotal.cs_nifree--;
1266         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree--;
1267         fs->fs_fmod = 1;
1268         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1269                 cgp->cg_cs.cs_ndir++;
1270                 fs->fs_cstotal.cs_ndir++;
1271                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir++;
1272         }
1273         bdwrite(bp);
1274         return (cg * fs->fs_ipg + ipref);
1275 }
1276
1277 /*
1278  * Free a block or fragment.
1279  *
1280  * The specified block or fragment is placed back in the
1281  * free map. If a fragment is deallocated, a possible
1282  * block reassembly is checked.
1283  */
1284 void
1285 ffs_blkfree(ip, bno, size)
1286         register struct inode *ip;
1287         ufs_daddr_t bno;
1288         long size;
1289 {
1290         register struct fs *fs;
1291         register struct cg *cgp;
1292         struct buf *bp;
1293         ufs_daddr_t blkno;
1294         int i, error, cg, blk, frags, bbase;
1295
1296         fs = ip->i_fs;
1297         VOP_FREEBLKS(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, bno), size);
1298         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0 ||
1299             fragnum(fs, bno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag) {
1300                 printf("dev=%s, bno = %ld, bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
1301                     devtoname(ip->i_dev), (long)bno, (long)fs->fs_bsize, size,
1302                     fs->fs_fsmnt);
1303                 panic("ffs_blkfree: bad size");
1304         }
1305         cg = dtog(fs, bno);
1306         if ((u_int)bno >= fs->fs_size) {
1307                 printf("bad block %ld, ino %lu\n",
1308                     (long)bno, (u_long)ip->i_number);
1309                 ffs_fserr(fs, ip->i_uid, "bad block");
1310                 return;
1311         }
1312         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
1313                 (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
1314         if (error) {
1315                 brelse(bp);
1316                 return;
1317         }
1318         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1319         if (!cg_chkmagic(cgp)) {
1320                 brelse(bp);
1321                 return;
1322         }
1323         cgp->cg_time = time_second;
1324         bno = dtogd(fs, bno);
1325         if (size == fs->fs_bsize) {
1326                 blkno = fragstoblks(fs, bno);
1327                 if (!ffs_isfreeblock(fs, cg_blksfree(cgp), blkno)) {
1328                         printf("dev = %s, block = %ld, fs = %s\n",
1329                             devtoname(ip->i_dev), (long)bno, fs->fs_fsmnt);
1330                         panic("ffs_blkfree: freeing free block");
1331                 }
1332                 ffs_setblock(fs, cg_blksfree(cgp), blkno);
1333                 ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, 1);
1334                 cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
1335                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
1336                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
1337                 i = cbtocylno(fs, bno);
1338                 cg_blks(fs, cgp, i)[cbtorpos(fs, bno)]++;
1339                 cg_blktot(cgp)[i]++;
1340         } else {
1341                 bbase = bno - fragnum(fs, bno);
1342                 /*
1343                  * decrement the counts associated with the old frags
1344                  */
1345                 blk = blkmap(fs, cg_blksfree(cgp), bbase);
1346                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, -1);
1347                 /*
1348                  * deallocate the fragment
1349                  */
1350                 frags = numfrags(fs, size);
1351                 for (i = 0; i < frags; i++) {
1352                         if (isset(cg_blksfree(cgp), bno + i)) {
1353                                 printf("dev = %s, block = %ld, fs = %s\n",
1354                                     devtoname(ip->i_dev), (long)(bno + i),
1355                                     fs->fs_fsmnt);
1356                                 panic("ffs_blkfree: freeing free frag");
1357                         }
1358                         setbit(cg_blksfree(cgp), bno + i);
1359                 }
1360                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
1361                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
1362                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree += i;
1363                 /*
1364                  * add back in counts associated with the new frags
1365                  */
1366                 blk = blkmap(fs, cg_blksfree(cgp), bbase);
1367                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, 1);
1368                 /*
1369                  * if a complete block has been reassembled, account for it
1370                  */
1371                 blkno = fragstoblks(fs, bbase);
1372                 if (ffs_isblock(fs, cg_blksfree(cgp), blkno)) {
1373                         cgp->cg_cs.cs_nffree -= fs->fs_frag;
1374                         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= fs->fs_frag;
1375                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= fs->fs_frag;
1376                         ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, 1);
1377                         cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
1378                         fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
1379                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
1380                         i = cbtocylno(fs, bbase);
1381                         cg_blks(fs, cgp, i)[cbtorpos(fs, bbase)]++;
1382                         cg_blktot(cgp)[i]++;
1383                 }
1384         }
1385         fs->fs_fmod = 1;
1386         bdwrite(bp);
1387 }
1388
1389 #ifdef DIAGNOSTIC
1390 /*
1391  * Verify allocation of a block or fragment. Returns true if block or
1392  * fragment is allocated, false if it is free.
1393  */
1394 static int
1395 ffs_checkblk(ip, bno, size)
1396         struct inode *ip;
1397         ufs_daddr_t bno;
1398         long size;
1399 {
1400         struct fs *fs;
1401         struct cg *cgp;
1402         struct buf *bp;
1403         int i, error, frags, free;
1404
1405         fs = ip->i_fs;
1406         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
1407                 printf("bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
1408                     (long)fs->fs_bsize, size, fs->fs_fsmnt);
1409                 panic("ffs_checkblk: bad size");
1410         }
1411         if ((u_int)bno >= fs->fs_size)
1412                 panic("ffs_checkblk: bad block %d", bno);
1413         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, dtog(fs, bno))),
1414                 (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
1415         if (error)
1416                 panic("ffs_checkblk: cg bread failed");
1417         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1418         if (!cg_chkmagic(cgp))
1419                 panic("ffs_checkblk: cg magic mismatch");
1420         bno = dtogd(fs, bno);
1421         if (size == fs->fs_bsize) {
1422                 free = ffs_isblock(fs, cg_blksfree(cgp), fragstoblks(fs, bno));
1423         } else {
1424                 frags = numfrags(fs, size);
1425                 for (free = 0, i = 0; i < frags; i++)
1426                         if (isset(cg_blksfree(cgp), bno + i))
1427                                 free++;
1428                 if (free != 0 && free != frags)
1429                         panic("ffs_checkblk: partially free fragment");
1430         }
1431         brelse(bp);
1432         return (!free);
1433 }
1434 #endif /* DIAGNOSTIC */
1435
1436 /*
1437  * Free an inode.
1438  */
1439 int
1440 ffs_vfree( pvp, ino, mode)
1441         struct vnode *pvp;
1442         ino_t ino;
1443         int mode;
1444 {
1445         if (DOINGSOFTDEP(pvp)) {
1446                 softdep_freefile(pvp, ino, mode);
1447                 return (0);
1448         }
1449         return (ffs_freefile(pvp, ino, mode));
1450 }
1451
1452 /*
1453  * Do the actual free operation.
1454  * The specified inode is placed back in the free map.
1455  */
1456  int
1457  ffs_freefile( pvp, ino, mode)
1458         struct vnode *pvp;
1459         ino_t ino;
1460         int mode;
1461 {
1462         register struct fs *fs;
1463         register struct cg *cgp;
1464         register struct inode *pip;
1465         struct buf *bp;
1466         int error, cg;
1467
1468         pip = VTOI(pvp);
1469         fs = pip->i_fs;
1470         if ((u_int)ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
1471                 panic("ffs_vfree: range: dev = (%d,%d), ino = %d, fs = %s",
1472                     major(pip->i_dev), minor(pip->i_dev), ino, fs->fs_fsmnt);
1473         cg = ino_to_cg(fs, ino);
1474         error = bread(pip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
1475                 (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
1476         if (error) {
1477                 brelse(bp);
1478                 return (error);
1479         }
1480         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1481         if (!cg_chkmagic(cgp)) {
1482                 brelse(bp);
1483                 return (0);
1484         }
1485         cgp->cg_time = time_second;
1486         ino %= fs->fs_ipg;
1487         if (isclr(cg_inosused(cgp), ino)) {
1488                 printf("dev = %s, ino = %lu, fs = %s\n",
1489                     devtoname(pip->i_dev), (u_long)ino, fs->fs_fsmnt);
1490                 if (fs->fs_ronly == 0)
1491                         panic("ffs_vfree: freeing free inode");
1492         }
1493         clrbit(cg_inosused(cgp), ino);
1494         if (ino < cgp->cg_irotor)
1495                 cgp->cg_irotor = ino;
1496         cgp->cg_cs.cs_nifree++;
1497         fs->fs_cstotal.cs_nifree++;
1498         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree++;
1499         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1500                 cgp->cg_cs.cs_ndir--;
1501                 fs->fs_cstotal.cs_ndir--;
1502                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir--;
1503         }
1504         fs->fs_fmod = 1;
1505         bdwrite(bp);
1506         return (0);
1507 }
1508
1509 /*
1510  * Find a block of the specified size in the specified cylinder group.
1511  *
1512  * It is a panic if a request is made to find a block if none are
1513  * available.
1514  */
1515 static ufs_daddr_t
1516 ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz)
1517         register struct fs *fs;
1518         register struct cg *cgp;
1519         ufs_daddr_t bpref;
1520         int allocsiz;
1521 {
1522         ufs_daddr_t bno;
1523         int start, len, loc, i;
1524         int blk, field, subfield, pos;
1525
1526         /*
1527          * find the fragment by searching through the free block
1528          * map for an appropriate bit pattern
1529          */
1530         if (bpref)
1531                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
1532         else
1533                 start = cgp->cg_frotor / NBBY;
1534         len = howmany(fs->fs_fpg, NBBY) - start;
1535         loc = scanc((u_int)len, (u_char *)&cg_blksfree(cgp)[start],
1536                 (u_char *)fragtbl[fs->fs_frag],
1537                 (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
1538         if (loc == 0) {
1539                 len = start + 1;
1540                 start = 0;
1541                 loc = scanc((u_int)len, (u_char *)&cg_blksfree(cgp)[0],
1542                         (u_char *)fragtbl[fs->fs_frag],
1543                         (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
1544                 if (loc == 0) {
1545                         printf("start = %d, len = %d, fs = %s\n",
1546                             start, len, fs->fs_fsmnt);
1547                         panic("ffs_alloccg: map corrupted");
1548                         /* NOTREACHED */
1549                 }
1550         }
1551         bno = (start + len - loc) * NBBY;
1552         cgp->cg_frotor = bno;
1553         /*
1554          * found the byte in the map
1555          * sift through the bits to find the selected frag
1556          */
1557         for (i = bno + NBBY; bno < i; bno += fs->fs_frag) {
1558                 blk = blkmap(fs, cg_blksfree(cgp), bno);
1559                 blk <<= 1;
1560                 field = around[allocsiz];
1561                 subfield = inside[allocsiz];
1562                 for (pos = 0; pos <= fs->fs_frag - allocsiz; pos++) {
1563                         if ((blk & field) == subfield)
1564                                 return (bno + pos);
1565                         field <<= 1;
1566                         subfield <<= 1;
1567                 }
1568         }
1569         printf("bno = %lu, fs = %s\n", (u_long)bno, fs->fs_fsmnt);
1570         panic("ffs_alloccg: block not in map");
1571         return (-1);
1572 }
1573
1574 /*
1575  * Update the cluster map because of an allocation or free.
1576  *
1577  * Cnt == 1 means free; cnt == -1 means allocating.
1578  */
1579 static void
1580 ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, cnt)
1581         struct fs *fs;
1582         struct cg *cgp;
1583         ufs_daddr_t blkno;
1584         int cnt;
1585 {
1586         int32_t *sump;
1587         int32_t *lp;
1588         u_char *freemapp, *mapp;
1589         int i, start, end, forw, back, map, bit;
1590
1591         if (fs->fs_contigsumsize <= 0)
1592                 return;
1593         freemapp = cg_clustersfree(cgp);
1594         sump = cg_clustersum(cgp);
1595         /*
1596          * Allocate or clear the actual block.
1597          */
1598         if (cnt > 0)
1599                 setbit(freemapp, blkno);
1600         else
1601                 clrbit(freemapp, blkno);
1602         /*
1603          * Find the size of the cluster going forward.
1604          */
1605         start = blkno + 1;
1606         end = start + fs->fs_contigsumsize;
1607         if (end >= cgp->cg_nclusterblks)
1608                 end = cgp->cg_nclusterblks;
1609         mapp = &freemapp[start / NBBY];
1610         map = *mapp++;
1611         bit = 1 << (start % NBBY);
1612         for (i = start; i < end; i++) {
1613                 if ((map & bit) == 0)
1614                         break;
1615                 if ((i & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1)) {
1616                         bit <<= 1;
1617                 } else {
1618                         map = *mapp++;
1619                         bit = 1;
1620                 }
1621         }
1622         forw = i - start;
1623         /*
1624          * Find the size of the cluster going backward.
1625          */
1626         start = blkno - 1;
1627         end = start - fs->fs_contigsumsize;
1628         if (end < 0)
1629                 end = -1;
1630         mapp = &freemapp[start / NBBY];
1631         map = *mapp--;
1632         bit = 1 << (start % NBBY);
1633         for (i = start; i > end; i--) {
1634                 if ((map & bit) == 0)
1635                         break;
1636                 if ((i & (NBBY - 1)) != 0) {
1637                         bit >>= 1;
1638                 } else {
1639                         map = *mapp--;
1640                         bit = 1 << (NBBY - 1);
1641                 }
1642         }
1643         back = start - i;
1644         /*
1645          * Account for old cluster and the possibly new forward and
1646          * back clusters.
1647          */
1648         i = back + forw + 1;
1649         if (i > fs->fs_contigsumsize)
1650                 i = fs->fs_contigsumsize;
1651         sump[i] += cnt;
1652         if (back > 0)
1653                 sump[back] -= cnt;
1654         if (forw > 0)
1655                 sump[forw] -= cnt;
1656         /*
1657          * Update cluster summary information.
1658          */
1659         lp = &sump[fs->fs_contigsumsize];
1660         for (i = fs->fs_contigsumsize; i > 0; i--)
1661                 if (*lp-- > 0)
1662                         break;
1663         fs->fs_maxcluster[cgp->cg_cgx] = i;
1664 }
1665
1666 /*
1667  * Fserr prints the name of a file system with an error diagnostic.
1668  *
1669  * The form of the error message is:
1670  *      fs: error message
1671  */
1672 static void
1673 ffs_fserr(fs, uid, cp)
1674         struct fs *fs;
1675         u_int uid;
1676         char *cp;
1677 {
1678         struct proc *p = curproc;       /* XXX */
1679
1680         log(LOG_ERR, "pid %d (%s), uid %d on %s: %s\n", p ? p->p_pid : -1,
1681                         p ? p->p_comm : "-", uid, fs->fs_fsmnt, cp);
1682 }