]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/ufs/ffs/ffs_alloc.c
Import libxo-1.4.0:
[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/gsb_crc32.h>
72 #include <sys/systm.h>
73 #include <sys/bio.h>
74 #include <sys/buf.h>
75 #include <sys/conf.h>
76 #include <sys/fcntl.h>
77 #include <sys/file.h>
78 #include <sys/filedesc.h>
79 #include <sys/priv.h>
80 #include <sys/proc.h>
81 #include <sys/vnode.h>
82 #include <sys/mount.h>
83 #include <sys/kernel.h>
84 #include <sys/syscallsubr.h>
85 #include <sys/sysctl.h>
86 #include <sys/syslog.h>
87 #include <sys/taskqueue.h>
88
89 #include <security/audit/audit.h>
90
91 #include <geom/geom.h>
92 #include <geom/geom_vfs.h>
93
94 #include <ufs/ufs/dir.h>
95 #include <ufs/ufs/extattr.h>
96 #include <ufs/ufs/quota.h>
97 #include <ufs/ufs/inode.h>
98 #include <ufs/ufs/ufs_extern.h>
99 #include <ufs/ufs/ufsmount.h>
100
101 #include <ufs/ffs/fs.h>
102 #include <ufs/ffs/ffs_extern.h>
103 #include <ufs/ffs/softdep.h>
104
105 typedef ufs2_daddr_t allocfcn_t(struct inode *ip, u_int cg, ufs2_daddr_t bpref,
106                                   int size, int rsize);
107
108 static ufs2_daddr_t ffs_alloccg(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int, int);
109 static ufs2_daddr_t
110               ffs_alloccgblk(struct inode *, struct buf *, ufs2_daddr_t, int);
111 static void     ffs_blkfree_cg(struct ufsmount *, struct fs *,
112                     struct vnode *, ufs2_daddr_t, long, ino_t,
113                     struct workhead *);
114 #ifdef INVARIANTS
115 static int      ffs_checkblk(struct inode *, ufs2_daddr_t, long);
116 #endif
117 static ufs2_daddr_t ffs_clusteralloc(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int);
118 static ino_t    ffs_dirpref(struct inode *);
119 static ufs2_daddr_t ffs_fragextend(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t,
120                     int, int);
121 static ufs2_daddr_t     ffs_hashalloc
122                 (struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int, int, allocfcn_t *);
123 static ufs2_daddr_t ffs_nodealloccg(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int,
124                     int);
125 static ufs1_daddr_t ffs_mapsearch(struct fs *, struct cg *, ufs2_daddr_t, int);
126 static int      ffs_reallocblks_ufs1(struct vop_reallocblks_args *);
127 static int      ffs_reallocblks_ufs2(struct vop_reallocblks_args *);
128 static void     ffs_ckhash_cg(struct buf *);
129
130 /*
131  * Allocate a block in the filesystem.
132  *
133  * The size of the requested block is given, which must be some
134  * multiple of fs_fsize and <= fs_bsize.
135  * A preference may be optionally specified. If a preference is given
136  * the following hierarchy is used to allocate a block:
137  *   1) allocate the requested block.
138  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
139  *   3) allocate a block in the same cylinder group.
140  *   4) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
141  *      available block is located.
142  * If no block preference is given the following hierarchy is used
143  * to allocate a block:
144  *   1) allocate a block in the cylinder group that contains the
145  *      inode for the file.
146  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
147  *      available block is located.
148  */
149 int
150 ffs_alloc(ip, lbn, bpref, size, flags, cred, bnp)
151         struct inode *ip;
152         ufs2_daddr_t lbn, bpref;
153         int size, flags;
154         struct ucred *cred;
155         ufs2_daddr_t *bnp;
156 {
157         struct fs *fs;
158         struct ufsmount *ump;
159         ufs2_daddr_t bno;
160         u_int cg, reclaimed;
161         int64_t delta;
162 #ifdef QUOTA
163         int error;
164 #endif
165
166         *bnp = 0;
167         ump = ITOUMP(ip);
168         fs = ump->um_fs;
169         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
170 #ifdef INVARIANTS
171         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
172                 printf("dev = %s, bsize = %ld, size = %d, fs = %s\n",
173                     devtoname(ump->um_dev), (long)fs->fs_bsize, size,
174                     fs->fs_fsmnt);
175                 panic("ffs_alloc: bad size");
176         }
177         if (cred == NOCRED)
178                 panic("ffs_alloc: missing credential");
179 #endif /* INVARIANTS */
180         reclaimed = 0;
181 retry:
182 #ifdef QUOTA
183         UFS_UNLOCK(ump);
184         error = chkdq(ip, btodb(size), cred, 0);
185         if (error)
186                 return (error);
187         UFS_LOCK(ump);
188 #endif
189         if (size == fs->fs_bsize && fs->fs_cstotal.cs_nbfree == 0)
190                 goto nospace;
191         if (priv_check_cred(cred, PRIV_VFS_BLOCKRESERVE) &&
192             freespace(fs, fs->fs_minfree) - numfrags(fs, size) < 0)
193                 goto nospace;
194         if (bpref >= fs->fs_size)
195                 bpref = 0;
196         if (bpref == 0)
197                 cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
198         else
199                 cg = dtog(fs, bpref);
200         bno = ffs_hashalloc(ip, cg, bpref, size, size, ffs_alloccg);
201         if (bno > 0) {
202                 delta = btodb(size);
203                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
204                 if (flags & IO_EXT)
205                         UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE);
206                 else
207                         UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE | IN_UPDATE);
208                 *bnp = bno;
209                 return (0);
210         }
211 nospace:
212 #ifdef QUOTA
213         UFS_UNLOCK(ump);
214         /*
215          * Restore user's disk quota because allocation failed.
216          */
217         (void) chkdq(ip, -btodb(size), cred, FORCE);
218         UFS_LOCK(ump);
219 #endif
220         if (reclaimed == 0 && (flags & IO_BUFLOCKED) == 0) {
221                 reclaimed = 1;
222                 softdep_request_cleanup(fs, ITOV(ip), cred, FLUSH_BLOCKS_WAIT);
223                 goto retry;
224         }
225         if (reclaimed > 0 &&
226             ppsratecheck(&ump->um_last_fullmsg, &ump->um_secs_fullmsg, 1)) {
227                 UFS_UNLOCK(ump);
228                 ffs_fserr(fs, ip->i_number, "filesystem full");
229                 uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n",
230                     fs->fs_fsmnt);
231         } else {
232                 UFS_UNLOCK(ump);
233         }
234         return (ENOSPC);
235 }
236
237 /*
238  * Reallocate a fragment to a bigger size
239  *
240  * The number and size of the old block is given, and a preference
241  * and new size is also specified. The allocator attempts to extend
242  * the original block. Failing that, the regular block allocator is
243  * invoked to get an appropriate block.
244  */
245 int
246 ffs_realloccg(ip, lbprev, bprev, bpref, osize, nsize, flags, cred, bpp)
247         struct inode *ip;
248         ufs2_daddr_t lbprev;
249         ufs2_daddr_t bprev;
250         ufs2_daddr_t bpref;
251         int osize, nsize, flags;
252         struct ucred *cred;
253         struct buf **bpp;
254 {
255         struct vnode *vp;
256         struct fs *fs;
257         struct buf *bp;
258         struct ufsmount *ump;
259         u_int cg, request, reclaimed;
260         int error, gbflags;
261         ufs2_daddr_t bno;
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                 return (error);
304         }
305
306         if (bp->b_blkno == bp->b_lblkno) {
307                 if (lbprev >= UFS_NDADDR)
308                         panic("ffs_realloccg: lbprev out of range");
309                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, bprev);
310         }
311
312 #ifdef QUOTA
313         error = chkdq(ip, btodb(nsize - osize), cred, 0);
314         if (error) {
315                 brelse(bp);
316                 return (error);
317         }
318 #endif
319         /*
320          * Check for extension in the existing location.
321          */
322         *bpp = NULL;
323         cg = dtog(fs, bprev);
324         UFS_LOCK(ump);
325         bno = ffs_fragextend(ip, cg, bprev, osize, nsize);
326         if (bno) {
327                 if (bp->b_blkno != fsbtodb(fs, bno))
328                         panic("ffs_realloccg: bad blockno");
329                 delta = btodb(nsize - osize);
330                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
331                 if (flags & IO_EXT)
332                         UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE);
333                 else
334                         UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE | IN_UPDATE);
335                 allocbuf(bp, nsize);
336                 bp->b_flags |= B_DONE;
337                 vfs_bio_bzero_buf(bp, osize, nsize - osize);
338                 if ((bp->b_flags & (B_MALLOC | B_VMIO)) == B_VMIO)
339                         vfs_bio_set_valid(bp, osize, nsize - osize);
340                 *bpp = bp;
341                 return (0);
342         }
343         /*
344          * Allocate a new disk location.
345          */
346         if (bpref >= fs->fs_size)
347                 bpref = 0;
348         switch ((int)fs->fs_optim) {
349         case FS_OPTSPACE:
350                 /*
351                  * Allocate an exact sized fragment. Although this makes
352                  * best use of space, we will waste time relocating it if
353                  * the file continues to grow. If the fragmentation is
354                  * less than half of the minimum free reserve, we choose
355                  * to begin optimizing for time.
356                  */
357                 request = nsize;
358                 if (fs->fs_minfree <= 5 ||
359                     fs->fs_cstotal.cs_nffree >
360                     (off_t)fs->fs_dsize * fs->fs_minfree / (2 * 100))
361                         break;
362                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from SPACE to TIME\n",
363                         fs->fs_fsmnt);
364                 fs->fs_optim = FS_OPTTIME;
365                 break;
366         case FS_OPTTIME:
367                 /*
368                  * At this point we have discovered a file that is trying to
369                  * grow a small fragment to a larger fragment. To save time,
370                  * we allocate a full sized block, then free the unused portion.
371                  * If the file continues to grow, the `ffs_fragextend' call
372                  * above will be able to grow it in place without further
373                  * copying. If aberrant programs cause disk fragmentation to
374                  * grow within 2% of the free reserve, we choose to begin
375                  * optimizing for space.
376                  */
377                 request = fs->fs_bsize;
378                 if (fs->fs_cstotal.cs_nffree <
379                     (off_t)fs->fs_dsize * (fs->fs_minfree - 2) / 100)
380                         break;
381                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from TIME to SPACE\n",
382                         fs->fs_fsmnt);
383                 fs->fs_optim = FS_OPTSPACE;
384                 break;
385         default:
386                 printf("dev = %s, optim = %ld, fs = %s\n",
387                     devtoname(ump->um_dev), (long)fs->fs_optim, fs->fs_fsmnt);
388                 panic("ffs_realloccg: bad optim");
389                 /* NOTREACHED */
390         }
391         bno = ffs_hashalloc(ip, cg, bpref, request, nsize, ffs_alloccg);
392         if (bno > 0) {
393                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, bno);
394                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
395                         /*
396                          * The usual case is that a smaller fragment that
397                          * was just allocated has been replaced with a bigger
398                          * fragment or a full-size block. If it is marked as
399                          * B_DELWRI, the current contents have not been written
400                          * to disk. It is possible that the block was written
401                          * earlier, but very uncommon. If the block has never
402                          * been written, there is no need to send a BIO_DELETE
403                          * for it when it is freed. The gain from avoiding the
404                          * TRIMs for the common case of unwritten blocks far
405                          * exceeds the cost of the write amplification for the
406                          * uncommon case of failing to send a TRIM for a block
407                          * that had been written.
408                          */
409                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp, bprev, (long)osize,
410                             ip->i_number, vp->v_type, NULL,
411                             (bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 ?
412                             NOTRIM_KEY : SINGLETON_KEY);
413                 delta = btodb(nsize - osize);
414                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
415                 if (flags & IO_EXT)
416                         UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE);
417                 else
418                         UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE | IN_UPDATE);
419                 allocbuf(bp, nsize);
420                 bp->b_flags |= B_DONE;
421                 vfs_bio_bzero_buf(bp, osize, nsize - osize);
422                 if ((bp->b_flags & (B_MALLOC | B_VMIO)) == B_VMIO)
423                         vfs_bio_set_valid(bp, osize, nsize - osize);
424                 *bpp = bp;
425                 return (0);
426         }
427 #ifdef QUOTA
428         UFS_UNLOCK(ump);
429         /*
430          * Restore user's disk quota because allocation failed.
431          */
432         (void) chkdq(ip, -btodb(nsize - osize), cred, FORCE);
433         UFS_LOCK(ump);
434 #endif
435 nospace:
436         /*
437          * no space available
438          */
439         if (reclaimed == 0 && (flags & IO_BUFLOCKED) == 0) {
440                 reclaimed = 1;
441                 UFS_UNLOCK(ump);
442                 if (bp) {
443                         brelse(bp);
444                         bp = NULL;
445                 }
446                 UFS_LOCK(ump);
447                 softdep_request_cleanup(fs, vp, cred, FLUSH_BLOCKS_WAIT);
448                 goto retry;
449         }
450         if (reclaimed > 0 &&
451             ppsratecheck(&ump->um_last_fullmsg, &ump->um_secs_fullmsg, 1)) {
452                 UFS_UNLOCK(ump);
453                 ffs_fserr(fs, ip->i_number, "filesystem full");
454                 uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n",
455                     fs->fs_fsmnt);
456         } else {
457                 UFS_UNLOCK(ump);
458         }
459         if (bp)
460                 brelse(bp);
461         return (ENOSPC);
462 }
463
464 /*
465  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
466  *
467  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
468  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
469  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible
470  * from the end of the allocation for the logical block immediately
471  * preceding the current range. If successful, the physical block numbers
472  * in the buffer pointers and in the inode are changed to reflect the new
473  * allocation. If unsuccessful, the allocation is left unchanged. The
474  * success in doing the reallocation is returned. Note that the error
475  * return is not reflected back to the user. Rather the previous block
476  * allocation will be used.
477  */
478
479 SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, ffs, CTLFLAG_RW, 0, "FFS filesystem");
480
481 static int doasyncfree = 1;
482 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0,
483 "do not force synchronous writes when blocks are reallocated");
484
485 static int doreallocblks = 1;
486 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doreallocblks, CTLFLAG_RW, &doreallocblks, 0,
487 "enable block reallocation");
488
489 static int dotrimcons = 1;
490 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, dotrimcons, CTLFLAG_RWTUN, &dotrimcons, 0,
491 "enable BIO_DELETE / TRIM consolidation");
492
493 static int maxclustersearch = 10;
494 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, maxclustersearch, CTLFLAG_RW, &maxclustersearch,
495 0, "max number of cylinder group to search for contigous blocks");
496
497 #ifdef DIAGNOSTIC
498 static int prtrealloc = 0;
499 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ffs_prtrealloc, CTLFLAG_RW, &prtrealloc, 0,
500         "print out FFS filesystem block reallocation operations");
501 #endif
502
503 int
504 ffs_reallocblks(ap)
505         struct vop_reallocblks_args /* {
506                 struct vnode *a_vp;
507                 struct cluster_save *a_buflist;
508         } */ *ap;
509 {
510         struct ufsmount *ump;
511
512         /*
513          * We used to skip reallocating the blocks of a file into a
514          * contiguous sequence if the underlying flash device requested
515          * BIO_DELETE notifications, because devices that benefit from
516          * BIO_DELETE also benefit from not moving the data. However,
517          * the destination for the data is usually moved before the data
518          * is written to the initially allocated location, so we rarely
519          * suffer the penalty of extra writes. With the addition of the
520          * consolidation of contiguous blocks into single BIO_DELETE
521          * operations, having fewer but larger contiguous blocks reduces
522          * the number of (slow and expensive) BIO_DELETE operations. So
523          * when doing BIO_DELETE consolidation, we do block reallocation.
524          *
525          * Skip if reallocblks has been disabled globally.
526          */
527         ump = ap->a_vp->v_mount->mnt_data;
528         if ((((ump->um_flags) & UM_CANDELETE) != 0 && dotrimcons == 0) ||
529             doreallocblks == 0)
530                 return (ENOSPC);
531
532         /*
533          * We can't wait in softdep prealloc as it may fsync and recurse
534          * here.  Instead we simply fail to reallocate blocks if this
535          * rare condition arises.
536          */
537         if (DOINGSOFTDEP(ap->a_vp))
538                 if (softdep_prealloc(ap->a_vp, MNT_NOWAIT) != 0)
539                         return (ENOSPC);
540         if (ump->um_fstype == UFS1)
541                 return (ffs_reallocblks_ufs1(ap));
542         return (ffs_reallocblks_ufs2(ap));
543 }
544         
545 static int
546 ffs_reallocblks_ufs1(ap)
547         struct vop_reallocblks_args /* {
548                 struct vnode *a_vp;
549                 struct cluster_save *a_buflist;
550         } */ *ap;
551 {
552         struct fs *fs;
553         struct inode *ip;
554         struct vnode *vp;
555         struct buf *sbp, *ebp, *bp;
556         ufs1_daddr_t *bap, *sbap, *ebap;
557         struct cluster_save *buflist;
558         struct ufsmount *ump;
559         ufs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
560         ufs1_daddr_t soff, newblk, blkno;
561         ufs2_daddr_t pref;
562         struct indir start_ap[UFS_NIADDR + 1], end_ap[UFS_NIADDR + 1], *idp;
563         int i, cg, len, start_lvl, end_lvl, ssize;
564
565         vp = ap->a_vp;
566         ip = VTOI(vp);
567         ump = ITOUMP(ip);
568         fs = ump->um_fs;
569         /*
570          * If we are not tracking block clusters or if we have less than 4%
571          * free blocks left, then do not attempt to cluster. Running with
572          * less than 5% free block reserve is not recommended and those that
573          * choose to do so do not expect to have good file layout.
574          */
575         if (fs->fs_contigsumsize <= 0 || freespace(fs, 4) < 0)
576                 return (ENOSPC);
577         buflist = ap->a_buflist;
578         len = buflist->bs_nchildren;
579         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
580         end_lbn = start_lbn + len - 1;
581 #ifdef INVARIANTS
582         for (i = 0; i < len; i++)
583                 if (!ffs_checkblk(ip,
584                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
585                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
586         for (i = 1; i < len; i++)
587                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
588                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
589         blkno = buflist->bs_children[0]->b_blkno;
590         ssize = fsbtodb(fs, fs->fs_frag);
591         for (i = 1; i < len - 1; i++)
592                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != blkno + (i * ssize))
593                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
594 #endif
595         /*
596          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
597          * block, leave space for the indirect block. Indirect blocks
598          * are initially laid out in a position after the last direct
599          * block. Block reallocation would usually destroy locality by
600          * moving the indirect block out of the way to make room for
601          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
602          * this for other indirect block boundaries, but it is only
603          * important for the first one.
604          */
605         if (start_lbn < UFS_NDADDR && end_lbn >= UFS_NDADDR)
606                 return (ENOSPC);
607         /*
608          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
609          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
610          * the previous cylinder group.
611          */
612         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
613             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
614                 return (ENOSPC);
615         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
616             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
617                 return (ENOSPC);
618         /*
619          * Get the starting offset and block map for the first block.
620          */
621         if (start_lvl == 0) {
622                 sbap = &ip->i_din1->di_db[0];
623                 soff = start_lbn;
624         } else {
625                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
626                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
627                         brelse(sbp);
628                         return (ENOSPC);
629                 }
630                 sbap = (ufs1_daddr_t *)sbp->b_data;
631                 soff = idp->in_off;
632         }
633         /*
634          * If the block range spans two block maps, get the second map.
635          */
636         ebap = NULL;
637         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
638                 ssize = len;
639         } else {
640 #ifdef INVARIANTS
641                 if (start_lvl > 0 &&
642                     start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
643                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
644 #endif
645                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
646                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &ebp))
647                         goto fail;
648                 ebap = (ufs1_daddr_t *)ebp->b_data;
649         }
650         /*
651          * Find the preferred location for the cluster. If we have not
652          * previously failed at this endeavor, then follow our standard
653          * preference calculation. If we have failed at it, then pick up
654          * where we last ended our search.
655          */
656         UFS_LOCK(ump);
657         if (ip->i_nextclustercg == -1)
658                 pref = ffs_blkpref_ufs1(ip, start_lbn, soff, sbap);
659         else
660                 pref = cgdata(fs, ip->i_nextclustercg);
661         /*
662          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
663          * To avoid wasting too much time, we limit the number of cylinder
664          * groups that we will search.
665          */
666         cg = dtog(fs, pref);
667         for (i = min(maxclustersearch, fs->fs_ncg); i > 0; i--) {
668                 if ((newblk = ffs_clusteralloc(ip, cg, pref, len)) != 0)
669                         break;
670                 cg += 1;
671                 if (cg >= fs->fs_ncg)
672                         cg = 0;
673         }
674         /*
675          * If we have failed in our search, record where we gave up for
676          * next time. Otherwise, fall back to our usual search citerion.
677          */
678         if (newblk == 0) {
679                 ip->i_nextclustercg = cg;
680                 UFS_UNLOCK(ump);
681                 goto fail;
682         }
683         ip->i_nextclustercg = -1;
684         /*
685          * We have found a new contiguous block.
686          *
687          * First we have to replace the old block pointers with the new
688          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
689          * with the file.
690          */
691 #ifdef DIAGNOSTIC
692         if (prtrealloc)
693                 printf("realloc: ino %ju, lbns %jd-%jd\n\told:",
694                     (uintmax_t)ip->i_number,
695                     (intmax_t)start_lbn, (intmax_t)end_lbn);
696 #endif
697         blkno = newblk;
698         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
699                 if (i == ssize) {
700                         bap = ebap;
701                         soff = -i;
702                 }
703 #ifdef INVARIANTS
704                 if (!ffs_checkblk(ip,
705                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
706                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
707                 if (dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno) != *bap)
708                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
709 #endif
710 #ifdef DIAGNOSTIC
711                 if (prtrealloc)
712                         printf(" %d,", *bap);
713 #endif
714                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
715                         if (sbap == &ip->i_din1->di_db[0] && i < ssize)
716                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
717                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
718                                     buflist->bs_children[i]);
719                         else
720                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
721                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
722                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
723                 }
724                 *bap++ = blkno;
725         }
726         /*
727          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
728          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
729          * the old block values may have been written to disk. In practise
730          * they are almost never written, but if we are concerned about
731          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
732          *
733          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
734          * that shows whether the associated buffers and inodes have
735          * been written. The flag should be set when the cluster is
736          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
737          * We can then check below to see if it is set, and do the
738          * synchronous write only when it has been cleared.
739          */
740         if (sbap != &ip->i_din1->di_db[0]) {
741                 if (doasyncfree)
742                         bdwrite(sbp);
743                 else
744                         bwrite(sbp);
745         } else {
746                 UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE | IN_UPDATE);
747                 if (!doasyncfree)
748                         ffs_update(vp, 1);
749         }
750         if (ssize < len) {
751                 if (doasyncfree)
752                         bdwrite(ebp);
753                 else
754                         bwrite(ebp);
755         }
756         /*
757          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
758          */
759 #ifdef DIAGNOSTIC
760         if (prtrealloc)
761                 printf("\n\tnew:");
762 #endif
763         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
764                 bp = buflist->bs_children[i];
765                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
766                         /*
767                          * The usual case is that a set of N-contiguous blocks
768                          * that was just allocated has been replaced with a
769                          * set of N+1-contiguous blocks. If they are marked as
770                          * B_DELWRI, the current contents have not been written
771                          * to disk. It is possible that the blocks were written
772                          * earlier, but very uncommon. If the blocks have never
773                          * been written, there is no need to send a BIO_DELETE
774                          * for them when they are freed. The gain from avoiding
775                          * the TRIMs for the common case of unwritten blocks
776                          * far exceeds the cost of the write amplification for
777                          * the uncommon case of failing to send a TRIM for the
778                          * blocks that had been written.
779                          */
780                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp,
781                             dbtofsb(fs, bp->b_blkno),
782                             fs->fs_bsize, ip->i_number, vp->v_type, NULL,
783                             (bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 ?
784                             NOTRIM_KEY : SINGLETON_KEY);
785                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
786 #ifdef INVARIANTS
787                 if (!ffs_checkblk(ip, dbtofsb(fs, bp->b_blkno), fs->fs_bsize))
788                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
789 #endif
790 #ifdef DIAGNOSTIC
791                 if (prtrealloc)
792                         printf(" %d,", blkno);
793 #endif
794         }
795 #ifdef DIAGNOSTIC
796         if (prtrealloc) {
797                 prtrealloc--;
798                 printf("\n");
799         }
800 #endif
801         return (0);
802
803 fail:
804         if (ssize < len)
805                 brelse(ebp);
806         if (sbap != &ip->i_din1->di_db[0])
807                 brelse(sbp);
808         return (ENOSPC);
809 }
810
811 static int
812 ffs_reallocblks_ufs2(ap)
813         struct vop_reallocblks_args /* {
814                 struct vnode *a_vp;
815                 struct cluster_save *a_buflist;
816         } */ *ap;
817 {
818         struct fs *fs;
819         struct inode *ip;
820         struct vnode *vp;
821         struct buf *sbp, *ebp, *bp;
822         ufs2_daddr_t *bap, *sbap, *ebap;
823         struct cluster_save *buflist;
824         struct ufsmount *ump;
825         ufs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
826         ufs2_daddr_t soff, newblk, blkno, pref;
827         struct indir start_ap[UFS_NIADDR + 1], end_ap[UFS_NIADDR + 1], *idp;
828         int i, cg, len, start_lvl, end_lvl, ssize;
829
830         vp = ap->a_vp;
831         ip = VTOI(vp);
832         ump = ITOUMP(ip);
833         fs = ump->um_fs;
834         /*
835          * If we are not tracking block clusters or if we have less than 4%
836          * free blocks left, then do not attempt to cluster. Running with
837          * less than 5% free block reserve is not recommended and those that
838          * choose to do so do not expect to have good file layout.
839          */
840         if (fs->fs_contigsumsize <= 0 || freespace(fs, 4) < 0)
841                 return (ENOSPC);
842         buflist = ap->a_buflist;
843         len = buflist->bs_nchildren;
844         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
845         end_lbn = start_lbn + len - 1;
846 #ifdef INVARIANTS
847         for (i = 0; i < len; i++)
848                 if (!ffs_checkblk(ip,
849                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
850                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
851         for (i = 1; i < len; i++)
852                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
853                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
854         blkno = buflist->bs_children[0]->b_blkno;
855         ssize = fsbtodb(fs, fs->fs_frag);
856         for (i = 1; i < len - 1; i++)
857                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != blkno + (i * ssize))
858                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
859 #endif
860         /*
861          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
862          * block, do not move anything in it. Indirect blocks are
863          * usually initially laid out in a position between the data
864          * blocks. Block reallocation would usually destroy locality by
865          * moving the indirect block out of the way to make room for
866          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
867          * this for other indirect block boundaries, but it is only
868          * important for the first one.
869          */
870         if (start_lbn < UFS_NDADDR && end_lbn >= UFS_NDADDR)
871                 return (ENOSPC);
872         /*
873          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
874          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
875          * the previous cylinder group.
876          */
877         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
878             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
879                 return (ENOSPC);
880         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
881             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
882                 return (ENOSPC);
883         /*
884          * Get the starting offset and block map for the first block.
885          */
886         if (start_lvl == 0) {
887                 sbap = &ip->i_din2->di_db[0];
888                 soff = start_lbn;
889         } else {
890                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
891                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
892                         brelse(sbp);
893                         return (ENOSPC);
894                 }
895                 sbap = (ufs2_daddr_t *)sbp->b_data;
896                 soff = idp->in_off;
897         }
898         /*
899          * If the block range spans two block maps, get the second map.
900          */
901         ebap = NULL;
902         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
903                 ssize = len;
904         } else {
905 #ifdef INVARIANTS
906                 if (start_lvl > 0 &&
907                     start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
908                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
909 #endif
910                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
911                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &ebp))
912                         goto fail;
913                 ebap = (ufs2_daddr_t *)ebp->b_data;
914         }
915         /*
916          * Find the preferred location for the cluster. If we have not
917          * previously failed at this endeavor, then follow our standard
918          * preference calculation. If we have failed at it, then pick up
919          * where we last ended our search.
920          */
921         UFS_LOCK(ump);
922         if (ip->i_nextclustercg == -1)
923                 pref = ffs_blkpref_ufs2(ip, start_lbn, soff, sbap);
924         else
925                 pref = cgdata(fs, ip->i_nextclustercg);
926         /*
927          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
928          * To avoid wasting too much time, we limit the number of cylinder
929          * groups that we will search.
930          */
931         cg = dtog(fs, pref);
932         for (i = min(maxclustersearch, fs->fs_ncg); i > 0; i--) {
933                 if ((newblk = ffs_clusteralloc(ip, cg, pref, len)) != 0)
934                         break;
935                 cg += 1;
936                 if (cg >= fs->fs_ncg)
937                         cg = 0;
938         }
939         /*
940          * If we have failed in our search, record where we gave up for
941          * next time. Otherwise, fall back to our usual search citerion.
942          */
943         if (newblk == 0) {
944                 ip->i_nextclustercg = cg;
945                 UFS_UNLOCK(ump);
946                 goto fail;
947         }
948         ip->i_nextclustercg = -1;
949         /*
950          * We have found a new contiguous block.
951          *
952          * First we have to replace the old block pointers with the new
953          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
954          * with the file.
955          */
956 #ifdef DIAGNOSTIC
957         if (prtrealloc)
958                 printf("realloc: ino %ju, lbns %jd-%jd\n\told:", (uintmax_t)ip->i_number,
959                     (intmax_t)start_lbn, (intmax_t)end_lbn);
960 #endif
961         blkno = newblk;
962         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
963                 if (i == ssize) {
964                         bap = ebap;
965                         soff = -i;
966                 }
967 #ifdef INVARIANTS
968                 if (!ffs_checkblk(ip,
969                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
970                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
971                 if (dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno) != *bap)
972                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
973 #endif
974 #ifdef DIAGNOSTIC
975                 if (prtrealloc)
976                         printf(" %jd,", (intmax_t)*bap);
977 #endif
978                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
979                         if (sbap == &ip->i_din2->di_db[0] && i < ssize)
980                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
981                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
982                                     buflist->bs_children[i]);
983                         else
984                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
985                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
986                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
987                 }
988                 *bap++ = blkno;
989         }
990         /*
991          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
992          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
993          * the old block values may have been written to disk. In practise
994          * they are almost never written, but if we are concerned about
995          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
996          *
997          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
998          * that shows whether the associated buffers and inodes have
999          * been written. The flag should be set when the cluster is
1000          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
1001          * We can then check below to see if it is set, and do the
1002          * synchronous write only when it has been cleared.
1003          */
1004         if (sbap != &ip->i_din2->di_db[0]) {
1005                 if (doasyncfree)
1006                         bdwrite(sbp);
1007                 else
1008                         bwrite(sbp);
1009         } else {
1010                 UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE | IN_UPDATE);
1011                 if (!doasyncfree)
1012                         ffs_update(vp, 1);
1013         }
1014         if (ssize < len) {
1015                 if (doasyncfree)
1016                         bdwrite(ebp);
1017                 else
1018                         bwrite(ebp);
1019         }
1020         /*
1021          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
1022          */
1023 #ifdef DIAGNOSTIC
1024         if (prtrealloc)
1025                 printf("\n\tnew:");
1026 #endif
1027         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
1028                 bp = buflist->bs_children[i];
1029                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
1030                         /*
1031                          * The usual case is that a set of N-contiguous blocks
1032                          * that was just allocated has been replaced with a
1033                          * set of N+1-contiguous blocks. If they are marked as
1034                          * B_DELWRI, the current contents have not been written
1035                          * to disk. It is possible that the blocks were written
1036                          * earlier, but very uncommon. If the blocks have never
1037                          * been written, there is no need to send a BIO_DELETE
1038                          * for them when they are freed. The gain from avoiding
1039                          * the TRIMs for the common case of unwritten blocks
1040                          * far exceeds the cost of the write amplification for
1041                          * the uncommon case of failing to send a TRIM for the
1042                          * blocks that had been written.
1043                          */
1044                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp,
1045                             dbtofsb(fs, bp->b_blkno),
1046                             fs->fs_bsize, ip->i_number, vp->v_type, NULL,
1047                             (bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 ?
1048                             NOTRIM_KEY : SINGLETON_KEY);
1049                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
1050 #ifdef INVARIANTS
1051                 if (!ffs_checkblk(ip, dbtofsb(fs, bp->b_blkno), fs->fs_bsize))
1052                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
1053 #endif
1054 #ifdef DIAGNOSTIC
1055                 if (prtrealloc)
1056                         printf(" %jd,", (intmax_t)blkno);
1057 #endif
1058         }
1059 #ifdef DIAGNOSTIC
1060         if (prtrealloc) {
1061                 prtrealloc--;
1062                 printf("\n");
1063         }
1064 #endif
1065         return (0);
1066
1067 fail:
1068         if (ssize < len)
1069                 brelse(ebp);
1070         if (sbap != &ip->i_din2->di_db[0])
1071                 brelse(sbp);
1072         return (ENOSPC);
1073 }
1074
1075 /*
1076  * Allocate an inode in the filesystem.
1077  *
1078  * If allocating a directory, use ffs_dirpref to select the inode.
1079  * If allocating in a directory, the following hierarchy is followed:
1080  *   1) allocate the preferred inode.
1081  *   2) allocate an inode in the same cylinder group.
1082  *   3) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
1083  *      available inode is located.
1084  * If no inode preference is given the following hierarchy is used
1085  * to allocate an inode:
1086  *   1) allocate an inode in cylinder group 0.
1087  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
1088  *      available inode is located.
1089  */
1090 int
1091 ffs_valloc(pvp, mode, cred, vpp)
1092         struct vnode *pvp;
1093         int mode;
1094         struct ucred *cred;
1095         struct vnode **vpp;
1096 {
1097         struct inode *pip;
1098         struct fs *fs;
1099         struct inode *ip;
1100         struct timespec ts;
1101         struct ufsmount *ump;
1102         ino_t ino, ipref;
1103         u_int cg;
1104         int error, error1, reclaimed;
1105
1106         *vpp = NULL;
1107         pip = VTOI(pvp);
1108         ump = ITOUMP(pip);
1109         fs = ump->um_fs;
1110
1111         UFS_LOCK(ump);
1112         reclaimed = 0;
1113 retry:
1114         if (fs->fs_cstotal.cs_nifree == 0)
1115                 goto noinodes;
1116
1117         if ((mode & IFMT) == IFDIR)
1118                 ipref = ffs_dirpref(pip);
1119         else
1120                 ipref = pip->i_number;
1121         if (ipref >= fs->fs_ncg * fs->fs_ipg)
1122                 ipref = 0;
1123         cg = ino_to_cg(fs, ipref);
1124         /*
1125          * Track number of dirs created one after another
1126          * in a same cg without intervening by files.
1127          */
1128         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1129                 if (fs->fs_contigdirs[cg] < 255)
1130                         fs->fs_contigdirs[cg]++;
1131         } else {
1132                 if (fs->fs_contigdirs[cg] > 0)
1133                         fs->fs_contigdirs[cg]--;
1134         }
1135         ino = (ino_t)ffs_hashalloc(pip, cg, ipref, mode, 0,
1136                                         (allocfcn_t *)ffs_nodealloccg);
1137         if (ino == 0)
1138                 goto noinodes;
1139
1140         /*
1141          * Get rid of the cached old vnode, force allocation of a new vnode
1142          * for this inode.
1143          */
1144         error = ffs_vgetf(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp, FFSV_REPLACE);
1145         if (error) {
1146                 error1 = ffs_vgetf(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp,
1147                     FFSV_FORCEINSMQ | FFSV_REPLACE);
1148                 ffs_vfree(pvp, ino, mode);
1149                 if (error1 == 0) {
1150                         ip = VTOI(*vpp);
1151                         if (ip->i_mode)
1152                                 goto dup_alloc;
1153                         UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_MODIFIED);
1154                         vput(*vpp);
1155                 }
1156                 return (error);
1157         }
1158         ip = VTOI(*vpp);
1159         if (ip->i_mode) {
1160 dup_alloc:
1161                 printf("mode = 0%o, inum = %ju, fs = %s\n",
1162                     ip->i_mode, (uintmax_t)ip->i_number, fs->fs_fsmnt);
1163                 panic("ffs_valloc: dup alloc");
1164         }
1165         if (DIP(ip, i_blocks) && (fs->fs_flags & FS_UNCLEAN) == 0) {  /* XXX */
1166                 printf("free inode %s/%lu had %ld blocks\n",
1167                     fs->fs_fsmnt, (u_long)ino, (long)DIP(ip, i_blocks));
1168                 DIP_SET(ip, i_blocks, 0);
1169         }
1170         ip->i_flags = 0;
1171         DIP_SET(ip, i_flags, 0);
1172         /*
1173          * Set up a new generation number for this inode.
1174          */
1175         while (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
1176                 ip->i_gen = arc4random();
1177         DIP_SET(ip, i_gen, ip->i_gen);
1178         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC) {
1179                 vfs_timestamp(&ts);
1180                 ip->i_din2->di_birthtime = ts.tv_sec;
1181                 ip->i_din2->di_birthnsec = ts.tv_nsec;
1182         }
1183         ip->i_flag = 0;
1184         (*vpp)->v_vflag = 0;
1185         (*vpp)->v_type = VNON;
1186         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC) {
1187                 (*vpp)->v_op = &ffs_vnodeops2;
1188                 UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_UFS2);
1189         } else {
1190                 (*vpp)->v_op = &ffs_vnodeops1;
1191         }
1192         return (0);
1193 noinodes:
1194         if (reclaimed == 0) {
1195                 reclaimed = 1;
1196                 softdep_request_cleanup(fs, pvp, cred, FLUSH_INODES_WAIT);
1197                 goto retry;
1198         }
1199         if (ppsratecheck(&ump->um_last_fullmsg, &ump->um_secs_fullmsg, 1)) {
1200                 UFS_UNLOCK(ump);
1201                 ffs_fserr(fs, pip->i_number, "out of inodes");
1202                 uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n",
1203                     fs->fs_fsmnt);
1204         } else {
1205                 UFS_UNLOCK(ump);
1206         }
1207         return (ENOSPC);
1208 }
1209
1210 /*
1211  * Find a cylinder group to place a directory.
1212  *
1213  * The policy implemented by this algorithm is to allocate a
1214  * directory inode in the same cylinder group as its parent
1215  * directory, but also to reserve space for its files inodes
1216  * and data. Restrict the number of directories which may be
1217  * allocated one after another in the same cylinder group
1218  * without intervening allocation of files.
1219  *
1220  * If we allocate a first level directory then force allocation
1221  * in another cylinder group.
1222  */
1223 static ino_t
1224 ffs_dirpref(pip)
1225         struct inode *pip;
1226 {
1227         struct fs *fs;
1228         int cg, prefcg, dirsize, cgsize;
1229         u_int avgifree, avgbfree, avgndir, curdirsize;
1230         u_int minifree, minbfree, maxndir;
1231         u_int mincg, minndir;
1232         u_int maxcontigdirs;
1233
1234         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(pip)), MA_OWNED);
1235         fs = ITOFS(pip);
1236
1237         avgifree = fs->fs_cstotal.cs_nifree / fs->fs_ncg;
1238         avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1239         avgndir = fs->fs_cstotal.cs_ndir / fs->fs_ncg;
1240
1241         /*
1242          * Force allocation in another cg if creating a first level dir.
1243          */
1244         ASSERT_VOP_LOCKED(ITOV(pip), "ffs_dirpref");
1245         if (ITOV(pip)->v_vflag & VV_ROOT) {
1246                 prefcg = arc4random() % fs->fs_ncg;
1247                 mincg = prefcg;
1248                 minndir = fs->fs_ipg;
1249                 for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1250                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
1251                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree &&
1252                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1253                                 mincg = cg;
1254                                 minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
1255                         }
1256                 for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1257                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
1258                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree &&
1259                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1260                                 mincg = cg;
1261                                 minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
1262                         }
1263                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * mincg));
1264         }
1265
1266         /*
1267          * Count various limits which used for
1268          * optimal allocation of a directory inode.
1269          */
1270         maxndir = min(avgndir + fs->fs_ipg / 16, fs->fs_ipg);
1271         minifree = avgifree - avgifree / 4;
1272         if (minifree < 1)
1273                 minifree = 1;
1274         minbfree = avgbfree - avgbfree / 4;
1275         if (minbfree < 1)
1276                 minbfree = 1;
1277         cgsize = fs->fs_fsize * fs->fs_fpg;
1278         dirsize = fs->fs_avgfilesize * fs->fs_avgfpdir;
1279         curdirsize = avgndir ? (cgsize - avgbfree * fs->fs_bsize) / avgndir : 0;
1280         if (dirsize < curdirsize)
1281                 dirsize = curdirsize;
1282         if (dirsize <= 0)
1283                 maxcontigdirs = 0;              /* dirsize overflowed */
1284         else
1285                 maxcontigdirs = min((avgbfree * fs->fs_bsize) / dirsize, 255);
1286         if (fs->fs_avgfpdir > 0)
1287                 maxcontigdirs = min(maxcontigdirs,
1288                                     fs->fs_ipg / fs->fs_avgfpdir);
1289         if (maxcontigdirs == 0)
1290                 maxcontigdirs = 1;
1291
1292         /*
1293          * Limit number of dirs in one cg and reserve space for 
1294          * regular files, but only if we have no deficit in
1295          * inodes or space.
1296          *
1297          * We are trying to find a suitable cylinder group nearby
1298          * our preferred cylinder group to place a new directory.
1299          * We scan from our preferred cylinder group forward looking
1300          * for a cylinder group that meets our criterion. If we get
1301          * to the final cylinder group and do not find anything,
1302          * we start scanning forwards from the beginning of the
1303          * filesystem. While it might seem sensible to start scanning
1304          * backwards or even to alternate looking forward and backward,
1305          * this approach fails badly when the filesystem is nearly full.
1306          * Specifically, we first search all the areas that have no space
1307          * and finally try the one preceding that. We repeat this on
1308          * every request and in the case of the final block end up
1309          * searching the entire filesystem. By jumping to the front
1310          * of the filesystem, our future forward searches always look
1311          * in new cylinder groups so finds every possible block after
1312          * one pass over the filesystem.
1313          */
1314         prefcg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
1315         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1316                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
1317                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
1318                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
1319                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
1320                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1321                 }
1322         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1323                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
1324                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
1325                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
1326                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
1327                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1328                 }
1329         /*
1330          * This is a backstop when we have deficit in space.
1331          */
1332         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1333                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
1334                         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1335         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1336                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
1337                         break;
1338         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1339 }
1340
1341 /*
1342  * Select the desired position for the next block in a file.  The file is
1343  * logically divided into sections. The first section is composed of the
1344  * direct blocks and the next fs_maxbpg blocks. Each additional section
1345  * contains fs_maxbpg blocks.
1346  *
1347  * If no blocks have been allocated in the first section, the policy is to
1348  * request a block in the same cylinder group as the inode that describes
1349  * the file. The first indirect is allocated immediately following the last
1350  * direct block and the data blocks for the first indirect immediately
1351  * follow it.
1352  *
1353  * If no blocks have been allocated in any other section, the indirect 
1354  * block(s) are allocated in the same cylinder group as its inode in an
1355  * area reserved immediately following the inode blocks. The policy for
1356  * the data blocks is to place them in a cylinder group with a greater than
1357  * average number of free blocks. An appropriate cylinder group is found
1358  * by using a rotor that sweeps the cylinder groups. When a new group of
1359  * blocks is needed, the sweep begins in the cylinder group following the
1360  * cylinder group from which the previous allocation was made. The sweep
1361  * continues until a cylinder group with greater than the average number
1362  * of free blocks is found. If the allocation is for the first block in an
1363  * indirect block or the previous block is a hole, then the information on
1364  * the previous allocation is unavailable; here a best guess is made based
1365  * on the logical block number being allocated.
1366  *
1367  * If a section is already partially allocated, the policy is to
1368  * allocate blocks contiguously within the section if possible.
1369  */
1370 ufs2_daddr_t
1371 ffs_blkpref_ufs1(ip, lbn, indx, bap)
1372         struct inode *ip;
1373         ufs_lbn_t lbn;
1374         int indx;
1375         ufs1_daddr_t *bap;
1376 {
1377         struct fs *fs;
1378         u_int cg, inocg;
1379         u_int avgbfree, startcg;
1380         ufs2_daddr_t pref, prevbn;
1381
1382         KASSERT(indx <= 0 || bap != NULL, ("need non-NULL bap"));
1383         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(ip)), MA_OWNED);
1384         fs = ITOFS(ip);
1385         /*
1386          * Allocation of indirect blocks is indicated by passing negative
1387          * values in indx: -1 for single indirect, -2 for double indirect,
1388          * -3 for triple indirect. As noted below, we attempt to allocate
1389          * the first indirect inline with the file data. For all later
1390          * indirect blocks, the data is often allocated in other cylinder
1391          * groups. However to speed random file access and to speed up
1392          * fsck, the filesystem reserves the first fs_metaspace blocks
1393          * (typically half of fs_minfree) of the data area of each cylinder
1394          * group to hold these later indirect blocks.
1395          */
1396         inocg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
1397         if (indx < 0) {
1398                 /*
1399                  * Our preference for indirect blocks is the zone at the
1400                  * beginning of the inode's cylinder group data area that
1401                  * we try to reserve for indirect blocks.
1402                  */
1403                 pref = cgmeta(fs, inocg);
1404                 /*
1405                  * If we are allocating the first indirect block, try to
1406                  * place it immediately following the last direct block.
1407                  */
1408                 if (indx == -1 && lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs) &&
1409                     ip->i_din1->di_db[UFS_NDADDR - 1] != 0)
1410                         pref = ip->i_din1->di_db[UFS_NDADDR - 1] + fs->fs_frag;
1411                 return (pref);
1412         }
1413         /*
1414          * If we are allocating the first data block in the first indirect
1415          * block and the indirect has been allocated in the data block area,
1416          * try to place it immediately following the indirect block.
1417          */
1418         if (lbn == UFS_NDADDR) {
1419                 pref = ip->i_din1->di_ib[0];
1420                 if (pref != 0 && pref >= cgdata(fs, inocg) &&
1421                     pref < cgbase(fs, inocg + 1))
1422                         return (pref + fs->fs_frag);
1423         }
1424         /*
1425          * If we are at the beginning of a file, or we have already allocated
1426          * the maximum number of blocks per cylinder group, or we do not
1427          * have a block allocated immediately preceding us, then we need
1428          * to decide where to start allocating new blocks.
1429          */
1430         if (indx ==  0) {
1431                 prevbn = 0;
1432         } else {
1433                 prevbn = bap[indx - 1];
1434                 if (UFS_CHECK_BLKNO(ITOVFS(ip), ip->i_number, prevbn,
1435                     fs->fs_bsize) != 0)
1436                         prevbn = 0;
1437         }
1438         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || prevbn == 0) {
1439                 /*
1440                  * If we are allocating a directory data block, we want
1441                  * to place it in the metadata area.
1442                  */
1443                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR)
1444                         return (cgmeta(fs, inocg));
1445                 /*
1446                  * Until we fill all the direct and all the first indirect's
1447                  * blocks, we try to allocate in the data area of the inode's
1448                  * cylinder group.
1449                  */
1450                 if (lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs))
1451                         return (cgdata(fs, inocg));
1452                 /*
1453                  * Find a cylinder with greater than average number of
1454                  * unused data blocks.
1455                  */
1456                 if (indx == 0 || prevbn == 0)
1457                         startcg = inocg + lbn / fs->fs_maxbpg;
1458                 else
1459                         startcg = dtog(fs, prevbn) + 1;
1460                 startcg %= fs->fs_ncg;
1461                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1462                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1463                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1464                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1465                                 return (cgdata(fs, cg));
1466                         }
1467                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
1468                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1469                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1470                                 return (cgdata(fs, cg));
1471                         }
1472                 return (0);
1473         }
1474         /*
1475          * Otherwise, we just always try to lay things out contiguously.
1476          */
1477         return (prevbn + fs->fs_frag);
1478 }
1479
1480 /*
1481  * Same as above, but for UFS2
1482  */
1483 ufs2_daddr_t
1484 ffs_blkpref_ufs2(ip, lbn, indx, bap)
1485         struct inode *ip;
1486         ufs_lbn_t lbn;
1487         int indx;
1488         ufs2_daddr_t *bap;
1489 {
1490         struct fs *fs;
1491         u_int cg, inocg;
1492         u_int avgbfree, startcg;
1493         ufs2_daddr_t pref, prevbn;
1494
1495         KASSERT(indx <= 0 || bap != NULL, ("need non-NULL bap"));
1496         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(ip)), MA_OWNED);
1497         fs = ITOFS(ip);
1498         /*
1499          * Allocation of indirect blocks is indicated by passing negative
1500          * values in indx: -1 for single indirect, -2 for double indirect,
1501          * -3 for triple indirect. As noted below, we attempt to allocate
1502          * the first indirect inline with the file data. For all later
1503          * indirect blocks, the data is often allocated in other cylinder
1504          * groups. However to speed random file access and to speed up
1505          * fsck, the filesystem reserves the first fs_metaspace blocks
1506          * (typically half of fs_minfree) of the data area of each cylinder
1507          * group to hold these later indirect blocks.
1508          */
1509         inocg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
1510         if (indx < 0) {
1511                 /*
1512                  * Our preference for indirect blocks is the zone at the
1513                  * beginning of the inode's cylinder group data area that
1514                  * we try to reserve for indirect blocks.
1515                  */
1516                 pref = cgmeta(fs, inocg);
1517                 /*
1518                  * If we are allocating the first indirect block, try to
1519                  * place it immediately following the last direct block.
1520                  */
1521                 if (indx == -1 && lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs) &&
1522                     ip->i_din2->di_db[UFS_NDADDR - 1] != 0)
1523                         pref = ip->i_din2->di_db[UFS_NDADDR - 1] + fs->fs_frag;
1524                 return (pref);
1525         }
1526         /*
1527          * If we are allocating the first data block in the first indirect
1528          * block and the indirect has been allocated in the data block area,
1529          * try to place it immediately following the indirect block.
1530          */
1531         if (lbn == UFS_NDADDR) {
1532                 pref = ip->i_din2->di_ib[0];
1533                 if (pref != 0 && pref >= cgdata(fs, inocg) &&
1534                     pref < cgbase(fs, inocg + 1))
1535                         return (pref + fs->fs_frag);
1536         }
1537         /*
1538          * If we are at the beginning of a file, or we have already allocated
1539          * the maximum number of blocks per cylinder group, or we do not
1540          * have a block allocated immediately preceding us, then we need
1541          * to decide where to start allocating new blocks.
1542          */
1543         if (indx ==  0) {
1544                 prevbn = 0;
1545         } else {
1546                 prevbn = bap[indx - 1];
1547                 if (UFS_CHECK_BLKNO(ITOVFS(ip), ip->i_number, prevbn,
1548                     fs->fs_bsize) != 0)
1549                         prevbn = 0;
1550         }
1551         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || prevbn == 0) {
1552                 /*
1553                  * If we are allocating a directory data block, we want
1554                  * to place it in the metadata area.
1555                  */
1556                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR)
1557                         return (cgmeta(fs, inocg));
1558                 /*
1559                  * Until we fill all the direct and all the first indirect's
1560                  * blocks, we try to allocate in the data area of the inode's
1561                  * cylinder group.
1562                  */
1563                 if (lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs))
1564                         return (cgdata(fs, inocg));
1565                 /*
1566                  * Find a cylinder with greater than average number of
1567                  * unused data blocks.
1568                  */
1569                 if (indx == 0 || prevbn == 0)
1570                         startcg = inocg + lbn / fs->fs_maxbpg;
1571                 else
1572                         startcg = dtog(fs, prevbn) + 1;
1573                 startcg %= fs->fs_ncg;
1574                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1575                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1576                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1577                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1578                                 return (cgdata(fs, cg));
1579                         }
1580                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
1581                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1582                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1583                                 return (cgdata(fs, cg));
1584                         }
1585                 return (0);
1586         }
1587         /*
1588          * Otherwise, we just always try to lay things out contiguously.
1589          */
1590         return (prevbn + fs->fs_frag);
1591 }
1592
1593 /*
1594  * Implement the cylinder overflow algorithm.
1595  *
1596  * The policy implemented by this algorithm is:
1597  *   1) allocate the block in its requested cylinder group.
1598  *   2) quadradically rehash on the cylinder group number.
1599  *   3) brute force search for a free block.
1600  *
1601  * Must be called with the UFS lock held.  Will release the lock on success
1602  * and return with it held on failure.
1603  */
1604 /*VARARGS5*/
1605 static ufs2_daddr_t
1606 ffs_hashalloc(ip, cg, pref, size, rsize, allocator)
1607         struct inode *ip;
1608         u_int cg;
1609         ufs2_daddr_t pref;
1610         int size;       /* Search size for data blocks, mode for inodes */
1611         int rsize;      /* Real allocated size. */
1612         allocfcn_t *allocator;
1613 {
1614         struct fs *fs;
1615         ufs2_daddr_t result;
1616         u_int i, icg = cg;
1617
1618         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(ip)), MA_OWNED);
1619 #ifdef INVARIANTS
1620         if (ITOV(ip)->v_mount->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPENDED)
1621                 panic("ffs_hashalloc: allocation on suspended filesystem");
1622 #endif
1623         fs = ITOFS(ip);
1624         /*
1625          * 1: preferred cylinder group
1626          */
1627         result = (*allocator)(ip, cg, pref, size, rsize);
1628         if (result)
1629                 return (result);
1630         /*
1631          * 2: quadratic rehash
1632          */
1633         for (i = 1; i < fs->fs_ncg; i *= 2) {
1634                 cg += i;
1635                 if (cg >= fs->fs_ncg)
1636                         cg -= fs->fs_ncg;
1637                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size, rsize);
1638                 if (result)
1639                         return (result);
1640         }
1641         /*
1642          * 3: brute force search
1643          * Note that we start at i == 2, since 0 was checked initially,
1644          * and 1 is always checked in the quadratic rehash.
1645          */
1646         cg = (icg + 2) % fs->fs_ncg;
1647         for (i = 2; i < fs->fs_ncg; i++) {
1648                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size, rsize);
1649                 if (result)
1650                         return (result);
1651                 cg++;
1652                 if (cg == fs->fs_ncg)
1653                         cg = 0;
1654         }
1655         return (0);
1656 }
1657
1658 /*
1659  * Determine whether a fragment can be extended.
1660  *
1661  * Check to see if the necessary fragments are available, and
1662  * if they are, allocate them.
1663  */
1664 static ufs2_daddr_t
1665 ffs_fragextend(ip, cg, bprev, osize, nsize)
1666         struct inode *ip;
1667         u_int cg;
1668         ufs2_daddr_t bprev;
1669         int osize, nsize;
1670 {
1671         struct fs *fs;
1672         struct cg *cgp;
1673         struct buf *bp;
1674         struct ufsmount *ump;
1675         int nffree;
1676         long bno;
1677         int frags, bbase;
1678         int i, error;
1679         u_int8_t *blksfree;
1680
1681         ump = ITOUMP(ip);
1682         fs = ump->um_fs;
1683         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree < numfrags(fs, nsize - osize))
1684                 return (0);
1685         frags = numfrags(fs, nsize);
1686         bbase = fragnum(fs, bprev);
1687         if (bbase > fragnum(fs, (bprev + frags - 1))) {
1688                 /* cannot extend across a block boundary */
1689                 return (0);
1690         }
1691         UFS_UNLOCK(ump);
1692         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, 0, &bp, &cgp)) != 0)
1693                 goto fail;
1694         bno = dtogd(fs, bprev);
1695         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1696         for (i = numfrags(fs, osize); i < frags; i++)
1697                 if (isclr(blksfree, bno + i))
1698                         goto fail;
1699         /*
1700          * the current fragment can be extended
1701          * deduct the count on fragment being extended into
1702          * increase the count on the remaining fragment (if any)
1703          * allocate the extended piece
1704          */
1705         for (i = frags; i < fs->fs_frag - bbase; i++)
1706                 if (isclr(blksfree, bno + i))
1707                         break;
1708         cgp->cg_frsum[i - numfrags(fs, osize)]--;
1709         if (i != frags)
1710                 cgp->cg_frsum[i - frags]++;
1711         for (i = numfrags(fs, osize), nffree = 0; i < frags; i++) {
1712                 clrbit(blksfree, bno + i);
1713                 cgp->cg_cs.cs_nffree--;
1714                 nffree++;
1715         }
1716         UFS_LOCK(ump);
1717         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= nffree;
1718         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= nffree;
1719         fs->fs_fmod = 1;
1720         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1721         UFS_UNLOCK(ump);
1722         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1723                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), bprev,
1724                     frags, numfrags(fs, osize));
1725         bdwrite(bp);
1726         return (bprev);
1727
1728 fail:
1729         brelse(bp);
1730         UFS_LOCK(ump);
1731         return (0);
1732
1733 }
1734
1735 /*
1736  * Determine whether a block can be allocated.
1737  *
1738  * Check to see if a block of the appropriate size is available,
1739  * and if it is, allocate it.
1740  */
1741 static ufs2_daddr_t
1742 ffs_alloccg(ip, cg, bpref, size, rsize)
1743         struct inode *ip;
1744         u_int cg;
1745         ufs2_daddr_t bpref;
1746         int size;
1747         int rsize;
1748 {
1749         struct fs *fs;
1750         struct cg *cgp;
1751         struct buf *bp;
1752         struct ufsmount *ump;
1753         ufs1_daddr_t bno;
1754         ufs2_daddr_t blkno;
1755         int i, allocsiz, error, frags;
1756         u_int8_t *blksfree;
1757
1758         ump = ITOUMP(ip);
1759         fs = ump->um_fs;
1760         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize)
1761                 return (0);
1762         UFS_UNLOCK(ump);
1763         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, 0, &bp, &cgp)) != 0 ||
1764            (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize))
1765                 goto fail;
1766         if (size == fs->fs_bsize) {
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         /*
1775          * check to see if any fragments are already available
1776          * allocsiz is the size which will be allocated, hacking
1777          * it down to a smaller size if necessary
1778          */
1779         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1780         frags = numfrags(fs, size);
1781         for (allocsiz = frags; allocsiz < fs->fs_frag; allocsiz++)
1782                 if (cgp->cg_frsum[allocsiz] != 0)
1783                         break;
1784         if (allocsiz == fs->fs_frag) {
1785                 /*
1786                  * no fragments were available, so a block will be
1787                  * allocated, and hacked up
1788                  */
1789                 if (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0)
1790                         goto fail;
1791                 UFS_LOCK(ump);
1792                 blkno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, rsize);
1793                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
1794                 UFS_UNLOCK(ump);
1795                 bdwrite(bp);
1796                 return (blkno);
1797         }
1798         KASSERT(size == rsize,
1799             ("ffs_alloccg: size(%d) != rsize(%d)", size, rsize));
1800         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz);
1801         if (bno < 0)
1802                 goto fail;
1803         for (i = 0; i < frags; i++)
1804                 clrbit(blksfree, bno + i);
1805         cgp->cg_cs.cs_nffree -= frags;
1806         cgp->cg_frsum[allocsiz]--;
1807         if (frags != allocsiz)
1808                 cgp->cg_frsum[allocsiz - frags]++;
1809         UFS_LOCK(ump);
1810         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= frags;
1811         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= frags;
1812         fs->fs_fmod = 1;
1813         blkno = cgbase(fs, cg) + bno;
1814         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1815         UFS_UNLOCK(ump);
1816         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1817                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), blkno, frags, 0);
1818         bdwrite(bp);
1819         return (blkno);
1820
1821 fail:
1822         brelse(bp);
1823         UFS_LOCK(ump);
1824         return (0);
1825 }
1826
1827 /*
1828  * Allocate a block in a cylinder group.
1829  *
1830  * This algorithm implements the following policy:
1831  *   1) allocate the requested block.
1832  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
1833  *   3) allocate the next available block on the block rotor for the
1834  *      specified cylinder group.
1835  * Note that this routine only allocates fs_bsize blocks; these
1836  * blocks may be fragmented by the routine that allocates them.
1837  */
1838 static ufs2_daddr_t
1839 ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, size)
1840         struct inode *ip;
1841         struct buf *bp;
1842         ufs2_daddr_t bpref;
1843         int size;
1844 {
1845         struct fs *fs;
1846         struct cg *cgp;
1847         struct ufsmount *ump;
1848         ufs1_daddr_t bno;
1849         ufs2_daddr_t blkno;
1850         u_int8_t *blksfree;
1851         int i, cgbpref;
1852
1853         ump = ITOUMP(ip);
1854         fs = ump->um_fs;
1855         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
1856         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1857         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1858         if (bpref == 0) {
1859                 bpref = cgbase(fs, cgp->cg_cgx) + cgp->cg_rotor + fs->fs_frag;
1860         } else if ((cgbpref = dtog(fs, bpref)) != cgp->cg_cgx) {
1861                 /* map bpref to correct zone in this cg */
1862                 if (bpref < cgdata(fs, cgbpref))
1863                         bpref = cgmeta(fs, cgp->cg_cgx);
1864                 else
1865                         bpref = cgdata(fs, cgp->cg_cgx);
1866         }
1867         /*
1868          * if the requested block is available, use it
1869          */
1870         bno = dtogd(fs, blknum(fs, bpref));
1871         if (ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, bno)))
1872                 goto gotit;
1873         /*
1874          * Take the next available block in this cylinder group.
1875          */
1876         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, (int)fs->fs_frag);
1877         if (bno < 0)
1878                 return (0);
1879         /* Update cg_rotor only if allocated from the data zone */
1880         if (bno >= dtogd(fs, cgdata(fs, cgp->cg_cgx)))
1881                 cgp->cg_rotor = bno;
1882 gotit:
1883         blkno = fragstoblks(fs, bno);
1884         ffs_clrblock(fs, blksfree, (long)blkno);
1885         ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, -1);
1886         cgp->cg_cs.cs_nbfree--;
1887         fs->fs_cstotal.cs_nbfree--;
1888         fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nbfree--;
1889         fs->fs_fmod = 1;
1890         blkno = cgbase(fs, cgp->cg_cgx) + bno;
1891         /*
1892          * If the caller didn't want the whole block free the frags here.
1893          */
1894         size = numfrags(fs, size);
1895         if (size != fs->fs_frag) {
1896                 bno = dtogd(fs, blkno);
1897                 for (i = size; i < fs->fs_frag; i++)
1898                         setbit(blksfree, bno + i);
1899                 i = fs->fs_frag - size;
1900                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
1901                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
1902                 fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nffree += i;
1903                 fs->fs_fmod = 1;
1904                 cgp->cg_frsum[i]++;
1905         }
1906         /* XXX Fixme. */
1907         UFS_UNLOCK(ump);
1908         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1909                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), blkno, size, 0);
1910         UFS_LOCK(ump);
1911         return (blkno);
1912 }
1913
1914 /*
1915  * Determine whether a cluster can be allocated.
1916  *
1917  * We do not currently check for optimal rotational layout if there
1918  * are multiple choices in the same cylinder group. Instead we just
1919  * take the first one that we find following bpref.
1920  */
1921 static ufs2_daddr_t
1922 ffs_clusteralloc(ip, cg, bpref, len)
1923         struct inode *ip;
1924         u_int cg;
1925         ufs2_daddr_t bpref;
1926         int len;
1927 {
1928         struct fs *fs;
1929         struct cg *cgp;
1930         struct buf *bp;
1931         struct ufsmount *ump;
1932         int i, run, bit, map, got, error;
1933         ufs2_daddr_t bno;
1934         u_char *mapp;
1935         int32_t *lp;
1936         u_int8_t *blksfree;
1937
1938         ump = ITOUMP(ip);
1939         fs = ump->um_fs;
1940         if (fs->fs_maxcluster[cg] < len)
1941                 return (0);
1942         UFS_UNLOCK(ump);
1943         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, 0, &bp, &cgp)) != 0) {
1944                 UFS_LOCK(ump);
1945                 return (0);
1946         }
1947         /*
1948          * Check to see if a cluster of the needed size (or bigger) is
1949          * available in this cylinder group.
1950          */
1951         lp = &cg_clustersum(cgp)[len];
1952         for (i = len; i <= fs->fs_contigsumsize; i++)
1953                 if (*lp++ > 0)
1954                         break;
1955         if (i > fs->fs_contigsumsize) {
1956                 /*
1957                  * This is the first time looking for a cluster in this
1958                  * cylinder group. Update the cluster summary information
1959                  * to reflect the true maximum sized cluster so that
1960                  * future cluster allocation requests can avoid reading
1961                  * the cylinder group map only to find no clusters.
1962                  */
1963                 lp = &cg_clustersum(cgp)[len - 1];
1964                 for (i = len - 1; i > 0; i--)
1965                         if (*lp-- > 0)
1966                                 break;
1967                 UFS_LOCK(ump);
1968                 fs->fs_maxcluster[cg] = i;
1969                 brelse(bp);
1970                 return (0);
1971         }
1972         /*
1973          * Search the cluster map to find a big enough cluster.
1974          * We take the first one that we find, even if it is larger
1975          * than we need as we prefer to get one close to the previous
1976          * block allocation. We do not search before the current
1977          * preference point as we do not want to allocate a block
1978          * that is allocated before the previous one (as we will
1979          * then have to wait for another pass of the elevator
1980          * algorithm before it will be read). We prefer to fail and
1981          * be recalled to try an allocation in the next cylinder group.
1982          */
1983         if (dtog(fs, bpref) != cg)
1984                 bpref = cgdata(fs, cg);
1985         else
1986                 bpref = blknum(fs, bpref);
1987         bpref = fragstoblks(fs, dtogd(fs, bpref));
1988         mapp = &cg_clustersfree(cgp)[bpref / NBBY];
1989         map = *mapp++;
1990         bit = 1 << (bpref % NBBY);
1991         for (run = 0, got = bpref; got < cgp->cg_nclusterblks; got++) {
1992                 if ((map & bit) == 0) {
1993                         run = 0;
1994                 } else {
1995                         run++;
1996                         if (run == len)
1997                                 break;
1998                 }
1999                 if ((got & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1)) {
2000                         bit <<= 1;
2001                 } else {
2002                         map = *mapp++;
2003                         bit = 1;
2004                 }
2005         }
2006         if (got >= cgp->cg_nclusterblks) {
2007                 UFS_LOCK(ump);
2008                 brelse(bp);
2009                 return (0);
2010         }
2011         /*
2012          * Allocate the cluster that we have found.
2013          */
2014         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2015         for (i = 1; i <= len; i++)
2016                 if (!ffs_isblock(fs, blksfree, got - run + i))
2017                         panic("ffs_clusteralloc: map mismatch");
2018         bno = cgbase(fs, cg) + blkstofrags(fs, got - run + 1);
2019         if (dtog(fs, bno) != cg)
2020                 panic("ffs_clusteralloc: allocated out of group");
2021         len = blkstofrags(fs, len);
2022         UFS_LOCK(ump);
2023         for (i = 0; i < len; i += fs->fs_frag)
2024                 if (ffs_alloccgblk(ip, bp, bno + i, fs->fs_bsize) != bno + i)
2025                         panic("ffs_clusteralloc: lost block");
2026         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2027         UFS_UNLOCK(ump);
2028         bdwrite(bp);
2029         return (bno);
2030 }
2031
2032 static inline struct buf *
2033 getinobuf(struct inode *ip, u_int cg, u_int32_t cginoblk, int gbflags)
2034 {
2035         struct fs *fs;
2036
2037         fs = ITOFS(ip);
2038         return (getblk(ITODEVVP(ip), fsbtodb(fs, ino_to_fsba(fs,
2039             cg * fs->fs_ipg + cginoblk)), (int)fs->fs_bsize, 0, 0,
2040             gbflags));
2041 }
2042
2043 /*
2044  * Synchronous inode initialization is needed only when barrier writes do not
2045  * work as advertised, and will impose a heavy cost on file creation in a newly
2046  * created filesystem.
2047  */
2048 static int doasyncinodeinit = 1;
2049 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doasyncinodeinit, CTLFLAG_RWTUN,
2050     &doasyncinodeinit, 0,
2051     "Perform inode block initialization using asynchronous writes");
2052
2053 /*
2054  * Determine whether an inode can be allocated.
2055  *
2056  * Check to see if an inode is available, and if it is,
2057  * allocate it using the following policy:
2058  *   1) allocate the requested inode.
2059  *   2) allocate the next available inode after the requested
2060  *      inode in the specified cylinder group.
2061  */
2062 static ufs2_daddr_t
2063 ffs_nodealloccg(ip, cg, ipref, mode, unused)
2064         struct inode *ip;
2065         u_int cg;
2066         ufs2_daddr_t ipref;
2067         int mode;
2068         int unused;
2069 {
2070         struct fs *fs;
2071         struct cg *cgp;
2072         struct buf *bp, *ibp;
2073         struct ufsmount *ump;
2074         u_int8_t *inosused, *loc;
2075         struct ufs2_dinode *dp2;
2076         int error, start, len, i;
2077         u_int32_t old_initediblk;
2078
2079         ump = ITOUMP(ip);
2080         fs = ump->um_fs;
2081 check_nifree:
2082         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree == 0)
2083                 return (0);
2084         UFS_UNLOCK(ump);
2085         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, 0, &bp, &cgp)) != 0) {
2086                 UFS_LOCK(ump);
2087                 return (0);
2088         }
2089 restart:
2090         if (cgp->cg_cs.cs_nifree == 0) {
2091                 brelse(bp);
2092                 UFS_LOCK(ump);
2093                 return (0);
2094         }
2095         inosused = cg_inosused(cgp);
2096         if (ipref) {
2097                 ipref %= fs->fs_ipg;
2098                 if (isclr(inosused, ipref))
2099                         goto gotit;
2100         }
2101         start = cgp->cg_irotor / NBBY;
2102         len = howmany(fs->fs_ipg - cgp->cg_irotor, NBBY);
2103         loc = memcchr(&inosused[start], 0xff, len);
2104         if (loc == NULL) {
2105                 len = start + 1;
2106                 start = 0;
2107                 loc = memcchr(&inosused[start], 0xff, len);
2108                 if (loc == NULL) {
2109                         printf("cg = %d, irotor = %ld, fs = %s\n",
2110                             cg, (long)cgp->cg_irotor, fs->fs_fsmnt);
2111                         panic("ffs_nodealloccg: map corrupted");
2112                         /* NOTREACHED */
2113                 }
2114         }
2115         ipref = (loc - inosused) * NBBY + ffs(~*loc) - 1;
2116 gotit:
2117         /*
2118          * Check to see if we need to initialize more inodes.
2119          */
2120         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC &&
2121             ipref + INOPB(fs) > cgp->cg_initediblk &&
2122             cgp->cg_initediblk < cgp->cg_niblk) {
2123                 old_initediblk = cgp->cg_initediblk;
2124
2125                 /*
2126                  * Free the cylinder group lock before writing the
2127                  * initialized inode block.  Entering the
2128                  * babarrierwrite() with the cylinder group lock
2129                  * causes lock order violation between the lock and
2130                  * snaplk.
2131                  *
2132                  * Another thread can decide to initialize the same
2133                  * inode block, but whichever thread first gets the
2134                  * cylinder group lock after writing the newly
2135                  * allocated inode block will update it and the other
2136                  * will realize that it has lost and leave the
2137                  * cylinder group unchanged.
2138                  */
2139                 ibp = getinobuf(ip, cg, old_initediblk, GB_LOCK_NOWAIT);
2140                 brelse(bp);
2141                 if (ibp == NULL) {
2142                         /*
2143                          * The inode block buffer is already owned by
2144                          * another thread, which must initialize it.
2145                          * Wait on the buffer to allow another thread
2146                          * to finish the updates, with dropped cg
2147                          * buffer lock, then retry.
2148                          */
2149                         ibp = getinobuf(ip, cg, old_initediblk, 0);
2150                         brelse(ibp);
2151                         UFS_LOCK(ump);
2152                         goto check_nifree;
2153                 }
2154                 bzero(ibp->b_data, (int)fs->fs_bsize);
2155                 dp2 = (struct ufs2_dinode *)(ibp->b_data);
2156                 for (i = 0; i < INOPB(fs); i++) {
2157                         while (dp2->di_gen == 0)
2158                                 dp2->di_gen = arc4random();
2159                         dp2++;
2160                 }
2161
2162                 /*
2163                  * Rather than adding a soft updates dependency to ensure
2164                  * that the new inode block is written before it is claimed
2165                  * by the cylinder group map, we just do a barrier write
2166                  * here. The barrier write will ensure that the inode block
2167                  * gets written before the updated cylinder group map can be
2168                  * written. The barrier write should only slow down bulk
2169                  * loading of newly created filesystems.
2170                  */
2171                 if (doasyncinodeinit)
2172                         babarrierwrite(ibp);
2173                 else
2174                         bwrite(ibp);
2175
2176                 /*
2177                  * After the inode block is written, try to update the
2178                  * cg initediblk pointer.  If another thread beat us
2179                  * to it, then leave it unchanged as the other thread
2180                  * has already set it correctly.
2181                  */
2182                 error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, 0, &bp, &cgp);
2183                 UFS_LOCK(ump);
2184                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
2185                 UFS_UNLOCK(ump);
2186                 if (error != 0)
2187                         return (error);
2188                 if (cgp->cg_initediblk == old_initediblk)
2189                         cgp->cg_initediblk += INOPB(fs);
2190                 goto restart;
2191         }
2192         cgp->cg_irotor = ipref;
2193         UFS_LOCK(ump);
2194         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2195         setbit(inosused, ipref);
2196         cgp->cg_cs.cs_nifree--;
2197         fs->fs_cstotal.cs_nifree--;
2198         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree--;
2199         fs->fs_fmod = 1;
2200         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
2201                 cgp->cg_cs.cs_ndir++;
2202                 fs->fs_cstotal.cs_ndir++;
2203                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir++;
2204         }
2205         UFS_UNLOCK(ump);
2206         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
2207                 softdep_setup_inomapdep(bp, ip, cg * fs->fs_ipg + ipref, mode);
2208         bdwrite(bp);
2209         return ((ino_t)(cg * fs->fs_ipg + ipref));
2210 }
2211
2212 /*
2213  * Free a block or fragment.
2214  *
2215  * The specified block or fragment is placed back in the
2216  * free map. If a fragment is deallocated, a possible
2217  * block reassembly is checked.
2218  */
2219 static void
2220 ffs_blkfree_cg(ump, fs, devvp, bno, size, inum, dephd)
2221         struct ufsmount *ump;
2222         struct fs *fs;
2223         struct vnode *devvp;
2224         ufs2_daddr_t bno;
2225         long size;
2226         ino_t inum;
2227         struct workhead *dephd;
2228 {
2229         struct mount *mp;
2230         struct cg *cgp;
2231         struct buf *bp;
2232         ufs1_daddr_t fragno, cgbno;
2233         int i, blk, frags, bbase, error;
2234         u_int cg;
2235         u_int8_t *blksfree;
2236         struct cdev *dev;
2237
2238         cg = dtog(fs, bno);
2239         if (devvp->v_type == VREG) {
2240                 /* devvp is a snapshot */
2241                 MPASS(devvp->v_mount->mnt_data == ump);
2242                 dev = ump->um_devvp->v_rdev;
2243         } else if (devvp->v_type == VCHR) {
2244                 /* devvp is a normal disk device */
2245                 dev = devvp->v_rdev;
2246                 ASSERT_VOP_LOCKED(devvp, "ffs_blkfree_cg");
2247         } else
2248                 return;
2249 #ifdef INVARIANTS
2250         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0 ||
2251             fragnum(fs, bno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag) {
2252                 printf("dev=%s, bno = %jd, bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
2253                     devtoname(dev), (intmax_t)bno, (long)fs->fs_bsize,
2254                     size, fs->fs_fsmnt);
2255                 panic("ffs_blkfree_cg: bad size");
2256         }
2257 #endif
2258         if ((u_int)bno >= fs->fs_size) {
2259                 printf("bad block %jd, ino %lu\n", (intmax_t)bno,
2260                     (u_long)inum);
2261                 ffs_fserr(fs, inum, "bad block");
2262                 return;
2263         }
2264         if ((error = ffs_getcg(fs, devvp, cg, 0, &bp, &cgp)) != 0)
2265                 return;
2266         cgbno = dtogd(fs, bno);
2267         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2268         UFS_LOCK(ump);
2269         if (size == fs->fs_bsize) {
2270                 fragno = fragstoblks(fs, cgbno);
2271                 if (!ffs_isfreeblock(fs, blksfree, fragno)) {
2272                         if (devvp->v_type == VREG) {
2273                                 UFS_UNLOCK(ump);
2274                                 /* devvp is a snapshot */
2275                                 brelse(bp);
2276                                 return;
2277                         }
2278                         printf("dev = %s, block = %jd, fs = %s\n",
2279                             devtoname(dev), (intmax_t)bno, fs->fs_fsmnt);
2280                         panic("ffs_blkfree_cg: freeing free block");
2281                 }
2282                 ffs_setblock(fs, blksfree, fragno);
2283                 ffs_clusteracct(fs, cgp, fragno, 1);
2284                 cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
2285                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
2286                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
2287         } else {
2288                 bbase = cgbno - fragnum(fs, cgbno);
2289                 /*
2290                  * decrement the counts associated with the old frags
2291                  */
2292                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
2293                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, -1);
2294                 /*
2295                  * deallocate the fragment
2296                  */
2297                 frags = numfrags(fs, size);
2298                 for (i = 0; i < frags; i++) {
2299                         if (isset(blksfree, cgbno + i)) {
2300                                 printf("dev = %s, block = %jd, fs = %s\n",
2301                                     devtoname(dev), (intmax_t)(bno + i),
2302                                     fs->fs_fsmnt);
2303                                 panic("ffs_blkfree_cg: freeing free frag");
2304                         }
2305                         setbit(blksfree, cgbno + i);
2306                 }
2307                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
2308                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
2309                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree += i;
2310                 /*
2311                  * add back in counts associated with the new frags
2312                  */
2313                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
2314                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, 1);
2315                 /*
2316                  * if a complete block has been reassembled, account for it
2317                  */
2318                 fragno = fragstoblks(fs, bbase);
2319                 if (ffs_isblock(fs, blksfree, fragno)) {
2320                         cgp->cg_cs.cs_nffree -= fs->fs_frag;
2321                         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= fs->fs_frag;
2322                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= fs->fs_frag;
2323                         ffs_clusteracct(fs, cgp, fragno, 1);
2324                         cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
2325                         fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
2326                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
2327                 }
2328         }
2329         fs->fs_fmod = 1;
2330         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2331         UFS_UNLOCK(ump);
2332         mp = UFSTOVFS(ump);
2333         if (MOUNTEDSOFTDEP(mp) && devvp->v_type == VCHR)
2334                 softdep_setup_blkfree(UFSTOVFS(ump), bp, bno,
2335                     numfrags(fs, size), dephd);
2336         bdwrite(bp);
2337 }
2338
2339 /*
2340  * Structures and routines associated with trim management.
2341  *
2342  * The following requests are passed to trim_lookup to indicate
2343  * the actions that should be taken.
2344  */
2345 #define NEW     1       /* if found, error else allocate and hash it */
2346 #define OLD     2       /* if not found, error, else return it */
2347 #define REPLACE 3       /* if not found, error else unhash and reallocate it */
2348 #define DONE    4       /* if not found, error else unhash and return it */
2349 #define SINGLE  5       /* don't look up, just allocate it and don't hash it */
2350
2351 MALLOC_DEFINE(M_TRIM, "ufs_trim", "UFS trim structures");
2352
2353 #define TRIMLIST_HASH(ump, key) \
2354         (&(ump)->um_trimhash[(key) & (ump)->um_trimlisthashsize])
2355
2356 /*
2357  * These structures describe each of the block free requests aggregated
2358  * together to make up a trim request.
2359  */
2360 struct trim_blkreq {
2361         TAILQ_ENTRY(trim_blkreq) blkreqlist;
2362         ufs2_daddr_t bno;
2363         long size;
2364         struct workhead *pdephd;
2365         struct workhead dephd;
2366 };
2367
2368 /*
2369  * Description of a trim request.
2370  */
2371 struct ffs_blkfree_trim_params {
2372         TAILQ_HEAD(, trim_blkreq) blklist;
2373         LIST_ENTRY(ffs_blkfree_trim_params) hashlist;
2374         struct task task;
2375         struct ufsmount *ump;
2376         struct vnode *devvp;
2377         ino_t inum;
2378         ufs2_daddr_t bno;
2379         long size;
2380         long key;
2381 };
2382
2383 static void     ffs_blkfree_trim_completed(struct buf *);
2384 static void     ffs_blkfree_trim_task(void *ctx, int pending __unused);
2385 static struct   ffs_blkfree_trim_params *trim_lookup(struct ufsmount *,
2386                     struct vnode *, ufs2_daddr_t, long, ino_t, u_long, int);
2387 static void     ffs_blkfree_sendtrim(struct ffs_blkfree_trim_params *);
2388
2389 /*
2390  * Called on trim completion to start a task to free the associated block(s).
2391  */
2392 static void
2393 ffs_blkfree_trim_completed(bp)
2394         struct buf *bp;
2395 {
2396         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2397
2398         tp = bp->b_fsprivate1;
2399         free(bp, M_TRIM);
2400         TASK_INIT(&tp->task, 0, ffs_blkfree_trim_task, tp);
2401         taskqueue_enqueue(tp->ump->um_trim_tq, &tp->task);
2402 }
2403
2404 /*
2405  * Trim completion task that free associated block(s).
2406  */
2407 static void
2408 ffs_blkfree_trim_task(ctx, pending)
2409         void *ctx;
2410         int pending;
2411 {
2412         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2413         struct trim_blkreq *blkelm;
2414         struct ufsmount *ump;
2415
2416         tp = ctx;
2417         ump = tp->ump;
2418         while ((blkelm = TAILQ_FIRST(&tp->blklist)) != NULL) {
2419                 ffs_blkfree_cg(ump, ump->um_fs, tp->devvp, blkelm->bno,
2420                     blkelm->size, tp->inum, blkelm->pdephd);
2421                 TAILQ_REMOVE(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2422                 free(blkelm, M_TRIM);
2423         }
2424         vn_finished_secondary_write(UFSTOVFS(ump));
2425         UFS_LOCK(ump);
2426         ump->um_trim_inflight -= 1;
2427         ump->um_trim_inflight_blks -= numfrags(ump->um_fs, tp->size);
2428         UFS_UNLOCK(ump);
2429         free(tp, M_TRIM);
2430 }
2431
2432 /*
2433  * Lookup a trim request by inode number.
2434  * Allocate if requested (NEW, REPLACE, SINGLE).
2435  */
2436 static struct ffs_blkfree_trim_params *
2437 trim_lookup(ump, devvp, bno, size, inum, key, alloctype)
2438         struct ufsmount *ump;
2439         struct vnode *devvp;
2440         ufs2_daddr_t bno;
2441         long size;
2442         ino_t inum;
2443         u_long key;
2444         int alloctype;
2445 {
2446         struct trimlist_hashhead *tphashhead;
2447         struct ffs_blkfree_trim_params *tp, *ntp;
2448
2449         ntp = malloc(sizeof(struct ffs_blkfree_trim_params), M_TRIM, M_WAITOK);
2450         if (alloctype != SINGLE) {
2451                 KASSERT(key >= FIRST_VALID_KEY, ("trim_lookup: invalid key"));
2452                 UFS_LOCK(ump);
2453                 tphashhead = TRIMLIST_HASH(ump, key);
2454                 LIST_FOREACH(tp, tphashhead, hashlist)
2455                         if (key == tp->key)
2456                                 break;
2457         }
2458         switch (alloctype) {
2459         case NEW:
2460                 KASSERT(tp == NULL, ("trim_lookup: found trim"));
2461                 break;
2462         case OLD:
2463                 KASSERT(tp != NULL,
2464                     ("trim_lookup: missing call to ffs_blkrelease_start()"));
2465                 UFS_UNLOCK(ump);
2466                 free(ntp, M_TRIM);
2467                 return (tp);
2468         case REPLACE:
2469                 KASSERT(tp != NULL, ("trim_lookup: missing REPLACE trim"));
2470                 LIST_REMOVE(tp, hashlist);
2471                 /* tp will be freed by caller */
2472                 break;
2473         case DONE:
2474                 KASSERT(tp != NULL, ("trim_lookup: missing DONE trim"));
2475                 LIST_REMOVE(tp, hashlist);
2476                 UFS_UNLOCK(ump);
2477                 free(ntp, M_TRIM);
2478                 return (tp);
2479         }
2480         TAILQ_INIT(&ntp->blklist);
2481         ntp->ump = ump;
2482         ntp->devvp = devvp;
2483         ntp->bno = bno;
2484         ntp->size = size;
2485         ntp->inum = inum;
2486         ntp->key = key;
2487         if (alloctype != SINGLE) {
2488                 LIST_INSERT_HEAD(tphashhead, ntp, hashlist);
2489                 UFS_UNLOCK(ump);
2490         }
2491         return (ntp);
2492 }
2493
2494 /*
2495  * Dispatch a trim request.
2496  */
2497 static void
2498 ffs_blkfree_sendtrim(tp)
2499         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2500 {
2501         struct ufsmount *ump;
2502         struct mount *mp;
2503         struct buf *bp;
2504
2505         /*
2506          * Postpone the set of the free bit in the cg bitmap until the
2507          * BIO_DELETE is completed.  Otherwise, due to disk queue
2508          * reordering, TRIM might be issued after we reuse the block
2509          * and write some new data into it.
2510          */
2511         ump = tp->ump;
2512         bp = malloc(sizeof(*bp), M_TRIM, M_WAITOK | M_ZERO);
2513         bp->b_iocmd = BIO_DELETE;
2514         bp->b_iooffset = dbtob(fsbtodb(ump->um_fs, tp->bno));
2515         bp->b_iodone = ffs_blkfree_trim_completed;
2516         bp->b_bcount = tp->size;
2517         bp->b_fsprivate1 = tp;
2518         UFS_LOCK(ump);
2519         ump->um_trim_total += 1;
2520         ump->um_trim_inflight += 1;
2521         ump->um_trim_inflight_blks += numfrags(ump->um_fs, tp->size);
2522         ump->um_trim_total_blks += numfrags(ump->um_fs, tp->size);
2523         UFS_UNLOCK(ump);
2524
2525         mp = UFSTOVFS(ump);
2526         vn_start_secondary_write(NULL, &mp, 0);
2527         g_vfs_strategy(ump->um_bo, bp);
2528 }
2529
2530 /*
2531  * Allocate a new key to use to identify a range of blocks.
2532  */
2533 u_long
2534 ffs_blkrelease_start(ump, devvp, inum)
2535         struct ufsmount *ump;
2536         struct vnode *devvp;
2537         ino_t inum;
2538 {
2539         static u_long masterkey;
2540         u_long key;
2541
2542         if (((ump->um_flags & UM_CANDELETE) == 0) || dotrimcons == 0)
2543                 return (SINGLETON_KEY);
2544         do {
2545                 key = atomic_fetchadd_long(&masterkey, 1);
2546         } while (key < FIRST_VALID_KEY);
2547         (void) trim_lookup(ump, devvp, 0, 0, inum, key, NEW);
2548         return (key);
2549 }
2550
2551 /*
2552  * Deallocate a key that has been used to identify a range of blocks.
2553  */
2554 void
2555 ffs_blkrelease_finish(ump, key)
2556         struct ufsmount *ump;
2557         u_long key;
2558 {
2559         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2560
2561         if (((ump->um_flags & UM_CANDELETE) == 0) || dotrimcons == 0)
2562                 return;
2563         /*
2564          * If the vfs.ffs.dotrimcons sysctl option is enabled while
2565          * a file deletion is active, specifically after a call
2566          * to ffs_blkrelease_start() but before the call to
2567          * ffs_blkrelease_finish(), ffs_blkrelease_start() will
2568          * have handed out SINGLETON_KEY rather than starting a
2569          * collection sequence. Thus if we get a SINGLETON_KEY
2570          * passed to ffs_blkrelease_finish(), we just return rather
2571          * than trying to finish the nonexistent sequence.
2572          */
2573         if (key == SINGLETON_KEY) {
2574 #ifdef INVARIANTS
2575                 printf("%s: vfs.ffs.dotrimcons enabled on active filesystem\n",
2576                     ump->um_mountp->mnt_stat.f_mntonname);
2577 #endif
2578                 return;
2579         }
2580         /*
2581          * We are done with sending blocks using this key. Look up the key
2582          * using the DONE alloctype (in tp) to request that it be unhashed
2583          * as we will not be adding to it. If the key has never been used,
2584          * tp->size will be zero, so we can just free tp. Otherwise the call
2585          * to ffs_blkfree_sendtrim(tp) causes the block range described by
2586          * tp to be issued (and then tp to be freed).
2587          */
2588         tp = trim_lookup(ump, NULL, 0, 0, 0, key, DONE);
2589         if (tp->size == 0)
2590                 free(tp, M_TRIM);
2591         else
2592                 ffs_blkfree_sendtrim(tp);
2593 }
2594
2595 /*
2596  * Setup to free a block or fragment.
2597  *
2598  * Check for snapshots that might want to claim the block.
2599  * If trims are requested, prepare a trim request. Attempt to
2600  * aggregate consecutive blocks into a single trim request.
2601  */
2602 void
2603 ffs_blkfree(ump, fs, devvp, bno, size, inum, vtype, dephd, key)
2604         struct ufsmount *ump;
2605         struct fs *fs;
2606         struct vnode *devvp;
2607         ufs2_daddr_t bno;
2608         long size;
2609         ino_t inum;
2610         enum vtype vtype;
2611         struct workhead *dephd;
2612         u_long key;
2613 {
2614         struct ffs_blkfree_trim_params *tp, *ntp;
2615         struct trim_blkreq *blkelm;
2616
2617         /*
2618          * Check to see if a snapshot wants to claim the block.
2619          * Check that devvp is a normal disk device, not a snapshot,
2620          * it has a snapshot(s) associated with it, and one of the
2621          * snapshots wants to claim the block.
2622          */
2623         if (devvp->v_type == VCHR &&
2624             (devvp->v_vflag & VV_COPYONWRITE) &&
2625             ffs_snapblkfree(fs, devvp, bno, size, inum, vtype, dephd)) {
2626                 return;
2627         }
2628         /*
2629          * Nothing to delay if TRIM is not required for this block or TRIM
2630          * is disabled or the operation is performed on a snapshot.
2631          */
2632         if (key == NOTRIM_KEY || ((ump->um_flags & UM_CANDELETE) == 0) ||
2633             devvp->v_type == VREG) {
2634                 ffs_blkfree_cg(ump, fs, devvp, bno, size, inum, dephd);
2635                 return;
2636         }
2637         blkelm = malloc(sizeof(struct trim_blkreq), M_TRIM, M_WAITOK);
2638         blkelm->bno = bno;
2639         blkelm->size = size;
2640         if (dephd == NULL) {
2641                 blkelm->pdephd = NULL;
2642         } else {
2643                 LIST_INIT(&blkelm->dephd);
2644                 LIST_SWAP(dephd, &blkelm->dephd, worklist, wk_list);
2645                 blkelm->pdephd = &blkelm->dephd;
2646         }
2647         if (key == SINGLETON_KEY) {
2648                 /*
2649                  * Just a single non-contiguous piece. Use the SINGLE
2650                  * alloctype to return a trim request that will not be
2651                  * hashed for future lookup.
2652                  */
2653                 tp = trim_lookup(ump, devvp, bno, size, inum, key, SINGLE);
2654                 TAILQ_INSERT_HEAD(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2655                 ffs_blkfree_sendtrim(tp);
2656                 return;
2657         }
2658         /*
2659          * The callers of this function are not tracking whether or not
2660          * the blocks are contiguous. They are just saying that they
2661          * are freeing a set of blocks. It is this code that determines
2662          * the pieces of that range that are actually contiguous.
2663          *
2664          * Calling ffs_blkrelease_start() will have created an entry
2665          * that we will use.
2666          */
2667         tp = trim_lookup(ump, devvp, bno, size, inum, key, OLD);
2668         if (tp->size == 0) {
2669                 /*
2670                  * First block of a potential range, set block and size
2671                  * for the trim block.
2672                  */
2673                 tp->bno = bno;
2674                 tp->size = size;
2675                 TAILQ_INSERT_HEAD(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2676                 return;
2677         }
2678         /*
2679          * If this block is a continuation of the range (either
2680          * follows at the end or preceeds in the front) then we
2681          * add it to the front or back of the list and return.
2682          *
2683          * If it is not a continuation of the trim that we were
2684          * building, using the REPLACE alloctype, we request that
2685          * the old trim request (still in tp) be unhashed and a
2686          * new range started (in ntp). The ffs_blkfree_sendtrim(tp)
2687          * call causes the block range described by tp to be issued
2688          * (and then tp to be freed).
2689          */
2690         if (bno + numfrags(fs, size) == tp->bno) {
2691                 TAILQ_INSERT_HEAD(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2692                 tp->bno = bno;
2693                 tp->size += size;
2694                 return;
2695         } else if (bno == tp->bno + numfrags(fs, tp->size)) {
2696                 TAILQ_INSERT_TAIL(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2697                 tp->size += size;
2698                 return;
2699         }
2700         ntp = trim_lookup(ump, devvp, bno, size, inum, key, REPLACE);
2701         TAILQ_INSERT_HEAD(&ntp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2702         ffs_blkfree_sendtrim(tp);
2703 }
2704
2705 #ifdef INVARIANTS
2706 /*
2707  * Verify allocation of a block or fragment. Returns true if block or
2708  * fragment is allocated, false if it is free.
2709  */
2710 static int
2711 ffs_checkblk(ip, bno, size)
2712         struct inode *ip;
2713         ufs2_daddr_t bno;
2714         long size;
2715 {
2716         struct fs *fs;
2717         struct cg *cgp;
2718         struct buf *bp;
2719         ufs1_daddr_t cgbno;
2720         int i, error, frags, free;
2721         u_int8_t *blksfree;
2722
2723         fs = ITOFS(ip);
2724         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
2725                 printf("bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
2726                     (long)fs->fs_bsize, size, fs->fs_fsmnt);
2727                 panic("ffs_checkblk: bad size");
2728         }
2729         if ((u_int)bno >= fs->fs_size)
2730                 panic("ffs_checkblk: bad block %jd", (intmax_t)bno);
2731         error = ffs_getcg(fs, ITODEVVP(ip), dtog(fs, bno), 0, &bp, &cgp);
2732         if (error)
2733                 panic("ffs_checkblk: cylinder group read failed");
2734         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2735         cgbno = dtogd(fs, bno);
2736         if (size == fs->fs_bsize) {
2737                 free = ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, cgbno));
2738         } else {
2739                 frags = numfrags(fs, size);
2740                 for (free = 0, i = 0; i < frags; i++)
2741                         if (isset(blksfree, cgbno + i))
2742                                 free++;
2743                 if (free != 0 && free != frags)
2744                         panic("ffs_checkblk: partially free fragment");
2745         }
2746         brelse(bp);
2747         return (!free);
2748 }
2749 #endif /* INVARIANTS */
2750
2751 /*
2752  * Free an inode.
2753  */
2754 int
2755 ffs_vfree(pvp, ino, mode)
2756         struct vnode *pvp;
2757         ino_t ino;
2758         int mode;
2759 {
2760         struct ufsmount *ump;
2761
2762         if (DOINGSOFTDEP(pvp)) {
2763                 softdep_freefile(pvp, ino, mode);
2764                 return (0);
2765         }
2766         ump = VFSTOUFS(pvp->v_mount);
2767         return (ffs_freefile(ump, ump->um_fs, ump->um_devvp, ino, mode, NULL));
2768 }
2769
2770 /*
2771  * Do the actual free operation.
2772  * The specified inode is placed back in the free map.
2773  */
2774 int
2775 ffs_freefile(ump, fs, devvp, ino, mode, wkhd)
2776         struct ufsmount *ump;
2777         struct fs *fs;
2778         struct vnode *devvp;
2779         ino_t ino;
2780         int mode;
2781         struct workhead *wkhd;
2782 {
2783         struct cg *cgp;
2784         struct buf *bp;
2785         int error;
2786         u_int cg;
2787         u_int8_t *inosused;
2788         struct cdev *dev;
2789         ino_t cgino;
2790
2791         cg = ino_to_cg(fs, ino);
2792         if (devvp->v_type == VREG) {
2793                 /* devvp is a snapshot */
2794                 MPASS(devvp->v_mount->mnt_data == ump);
2795                 dev = ump->um_devvp->v_rdev;
2796         } else if (devvp->v_type == VCHR) {
2797                 /* devvp is a normal disk device */
2798                 dev = devvp->v_rdev;
2799         } else {
2800                 bp = NULL;
2801                 return (0);
2802         }
2803         if (ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
2804                 panic("ffs_freefile: range: dev = %s, ino = %ju, fs = %s",
2805                     devtoname(dev), (uintmax_t)ino, fs->fs_fsmnt);
2806         if ((error = ffs_getcg(fs, devvp, cg, 0, &bp, &cgp)) != 0)
2807                 return (error);
2808         inosused = cg_inosused(cgp);
2809         cgino = ino % fs->fs_ipg;
2810         if (isclr(inosused, cgino)) {
2811                 printf("dev = %s, ino = %ju, fs = %s\n", devtoname(dev),
2812                     (uintmax_t)ino, fs->fs_fsmnt);
2813                 if (fs->fs_ronly == 0)
2814                         panic("ffs_freefile: freeing free inode");
2815         }
2816         clrbit(inosused, cgino);
2817         if (cgino < cgp->cg_irotor)
2818                 cgp->cg_irotor = cgino;
2819         cgp->cg_cs.cs_nifree++;
2820         UFS_LOCK(ump);
2821         fs->fs_cstotal.cs_nifree++;
2822         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree++;
2823         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
2824                 cgp->cg_cs.cs_ndir--;
2825                 fs->fs_cstotal.cs_ndir--;
2826                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir--;
2827         }
2828         fs->fs_fmod = 1;
2829         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2830         UFS_UNLOCK(ump);
2831         if (MOUNTEDSOFTDEP(UFSTOVFS(ump)) && devvp->v_type == VCHR)
2832                 softdep_setup_inofree(UFSTOVFS(ump), bp, ino, wkhd);
2833         bdwrite(bp);
2834         return (0);
2835 }
2836
2837 /*
2838  * Check to see if a file is free.
2839  * Used to check for allocated files in snapshots.
2840  */
2841 int
2842 ffs_checkfreefile(fs, devvp, ino)
2843         struct fs *fs;
2844         struct vnode *devvp;
2845         ino_t ino;
2846 {
2847         struct cg *cgp;
2848         struct buf *bp;
2849         int ret, error;
2850         u_int cg;
2851         u_int8_t *inosused;
2852
2853         cg = ino_to_cg(fs, ino);
2854         if ((devvp->v_type != VREG) && (devvp->v_type != VCHR))
2855                 return (1);
2856         if (ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
2857                 return (1);
2858         if ((error = ffs_getcg(fs, devvp, cg, 0, &bp, &cgp)) != 0)
2859                 return (1);
2860         inosused = cg_inosused(cgp);
2861         ino %= fs->fs_ipg;
2862         ret = isclr(inosused, ino);
2863         brelse(bp);
2864         return (ret);
2865 }
2866
2867 /*
2868  * Find a block of the specified size in the specified cylinder group.
2869  *
2870  * It is a panic if a request is made to find a block if none are
2871  * available.
2872  */
2873 static ufs1_daddr_t
2874 ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz)
2875         struct fs *fs;
2876         struct cg *cgp;
2877         ufs2_daddr_t bpref;
2878         int allocsiz;
2879 {
2880         ufs1_daddr_t bno;
2881         int start, len, loc, i;
2882         int blk, field, subfield, pos;
2883         u_int8_t *blksfree;
2884
2885         /*
2886          * find the fragment by searching through the free block
2887          * map for an appropriate bit pattern
2888          */
2889         if (bpref)
2890                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
2891         else
2892                 start = cgp->cg_frotor / NBBY;
2893         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2894         len = howmany(fs->fs_fpg, NBBY) - start;
2895         loc = scanc((u_int)len, (u_char *)&blksfree[start],
2896                 fragtbl[fs->fs_frag],
2897                 (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
2898         if (loc == 0) {
2899                 len = start + 1;
2900                 start = 0;
2901                 loc = scanc((u_int)len, (u_char *)&blksfree[0],
2902                         fragtbl[fs->fs_frag],
2903                         (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
2904                 if (loc == 0) {
2905                         printf("start = %d, len = %d, fs = %s\n",
2906                             start, len, fs->fs_fsmnt);
2907                         panic("ffs_alloccg: map corrupted");
2908                         /* NOTREACHED */
2909                 }
2910         }
2911         bno = (start + len - loc) * NBBY;
2912         cgp->cg_frotor = bno;
2913         /*
2914          * found the byte in the map
2915          * sift through the bits to find the selected frag
2916          */
2917         for (i = bno + NBBY; bno < i; bno += fs->fs_frag) {
2918                 blk = blkmap(fs, blksfree, bno);
2919                 blk <<= 1;
2920                 field = around[allocsiz];
2921                 subfield = inside[allocsiz];
2922                 for (pos = 0; pos <= fs->fs_frag - allocsiz; pos++) {
2923                         if ((blk & field) == subfield)
2924                                 return (bno + pos);
2925                         field <<= 1;
2926                         subfield <<= 1;
2927                 }
2928         }
2929         printf("bno = %lu, fs = %s\n", (u_long)bno, fs->fs_fsmnt);
2930         panic("ffs_alloccg: block not in map");
2931         return (-1);
2932 }
2933
2934 static const struct statfs *
2935 ffs_getmntstat(struct vnode *devvp)
2936 {
2937
2938         if (devvp->v_type == VCHR)
2939                 return (&devvp->v_rdev->si_mountpt->mnt_stat);
2940         return (ffs_getmntstat(VFSTOUFS(devvp->v_mount)->um_devvp));
2941 }
2942
2943 /*
2944  * Fetch and verify a cylinder group.
2945  */
2946 int
2947 ffs_getcg(fs, devvp, cg, flags, bpp, cgpp)
2948         struct fs *fs;
2949         struct vnode *devvp;
2950         u_int cg;
2951         int flags;
2952         struct buf **bpp;
2953         struct cg **cgpp;
2954 {
2955         struct buf *bp;
2956         struct cg *cgp;
2957         const struct statfs *sfs;
2958         daddr_t blkno;
2959         int error;
2960
2961         *bpp = NULL;
2962         *cgpp = NULL;
2963         if ((fs->fs_metackhash & CK_CYLGRP) != 0)
2964                 flags |= GB_CKHASH;
2965         if (devvp->v_type == VREG)
2966                 blkno = fragstoblks(fs, cgtod(fs, cg));
2967         else
2968                 blkno = fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg));
2969         error = breadn_flags(devvp, blkno, blkno, (int)fs->fs_cgsize, NULL,
2970             NULL, 0, NOCRED, flags, ffs_ckhash_cg, &bp);
2971         if (error != 0)
2972                 return (error);
2973         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2974         if ((fs->fs_metackhash & CK_CYLGRP) != 0 &&
2975             (bp->b_flags & B_CKHASH) != 0 &&
2976             cgp->cg_ckhash != bp->b_ckhash) {
2977                 sfs = ffs_getmntstat(devvp);
2978                 printf("UFS %s%s (%s) cylinder checksum failed: cg %u, cgp: "
2979                     "0x%x != bp: 0x%jx\n",
2980                     devvp->v_type == VCHR ? "" : "snapshot of ",
2981                     sfs->f_mntfromname, sfs->f_mntonname,
2982                     cg, cgp->cg_ckhash, (uintmax_t)bp->b_ckhash);
2983                 bp->b_flags &= ~B_CKHASH;
2984                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
2985                 brelse(bp);
2986                 return (EIO);
2987         }
2988         if (!cg_chkmagic(cgp) || cgp->cg_cgx != cg) {
2989                 sfs = ffs_getmntstat(devvp);
2990                 printf("UFS %s%s (%s)",
2991                     devvp->v_type == VCHR ? "" : "snapshot of ",
2992                     sfs->f_mntfromname, sfs->f_mntonname);
2993                 if (!cg_chkmagic(cgp))
2994                         printf(" cg %u: bad magic number 0x%x should be 0x%x\n",
2995                             cg, cgp->cg_magic, CG_MAGIC);
2996                 else
2997                         printf(": wrong cylinder group cg %u != cgx %u\n", cg,
2998                             cgp->cg_cgx);
2999                 bp->b_flags &= ~B_CKHASH;
3000                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
3001                 brelse(bp);
3002                 return (EIO);
3003         }
3004         bp->b_flags &= ~B_CKHASH;
3005         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
3006         /*
3007          * If we are using check hashes on the cylinder group then we want
3008          * to limit changing the cylinder group time to when we are actually
3009          * going to write it to disk so that its check hash remains correct
3010          * in memory. If the CK_CYLGRP flag is set the time is updated in
3011          * ffs_bufwrite() as the buffer is queued for writing. Otherwise we
3012          * update the time here as we have done historically.
3013          */
3014         if ((fs->fs_metackhash & CK_CYLGRP) != 0)
3015                 bp->b_xflags |= BX_CYLGRP;
3016         else
3017                 cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
3018         *bpp = bp;
3019         *cgpp = cgp;
3020         return (0);
3021 }
3022
3023 static void
3024 ffs_ckhash_cg(bp)
3025         struct buf *bp;
3026 {
3027         uint32_t ckhash;
3028         struct cg *cgp;
3029
3030         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
3031         ckhash = cgp->cg_ckhash;
3032         cgp->cg_ckhash = 0;
3033         bp->b_ckhash = calculate_crc32c(~0L, bp->b_data, bp->b_bcount);
3034         cgp->cg_ckhash = ckhash;
3035 }
3036
3037 /*
3038  * Fserr prints the name of a filesystem with an error diagnostic.
3039  *
3040  * The form of the error message is:
3041  *      fs: error message
3042  */
3043 void
3044 ffs_fserr(fs, inum, cp)
3045         struct fs *fs;
3046         ino_t inum;
3047         char *cp;
3048 {
3049         struct thread *td = curthread;  /* XXX */
3050         struct proc *p = td->td_proc;
3051
3052         log(LOG_ERR, "pid %d (%s), uid %d inumber %ju on %s: %s\n",
3053             p->p_pid, p->p_comm, td->td_ucred->cr_uid, (uintmax_t)inum,
3054             fs->fs_fsmnt, cp);
3055 }
3056
3057 /*
3058  * This function provides the capability for the fsck program to
3059  * update an active filesystem. Fourteen operations are provided:
3060  *
3061  * adjrefcnt(inode, amt) - adjusts the reference count on the
3062  *      specified inode by the specified amount. Under normal
3063  *      operation the count should always go down. Decrementing
3064  *      the count to zero will cause the inode to be freed.
3065  * adjblkcnt(inode, amt) - adjust the number of blocks used by the
3066  *      inode by the specified amount.
3067  * adjsize(inode, size) - set the size of the inode to the
3068  *      specified size.
3069  * adjndir, adjbfree, adjifree, adjffree, adjnumclusters(amt) -
3070  *      adjust the superblock summary.
3071  * freedirs(inode, count) - directory inodes [inode..inode + count - 1]
3072  *      are marked as free. Inodes should never have to be marked
3073  *      as in use.
3074  * freefiles(inode, count) - file inodes [inode..inode + count - 1]
3075  *      are marked as free. Inodes should never have to be marked
3076  *      as in use.
3077  * freeblks(blockno, size) - blocks [blockno..blockno + size - 1]
3078  *      are marked as free. Blocks should never have to be marked
3079  *      as in use.
3080  * setflags(flags, set/clear) - the fs_flags field has the specified
3081  *      flags set (second parameter +1) or cleared (second parameter -1).
3082  * setcwd(dirinode) - set the current directory to dirinode in the
3083  *      filesystem associated with the snapshot.
3084  * setdotdot(oldvalue, newvalue) - Verify that the inode number for ".."
3085  *      in the current directory is oldvalue then change it to newvalue.
3086  * unlink(nameptr, oldvalue) - Verify that the inode number associated
3087  *      with nameptr in the current directory is oldvalue then unlink it.
3088  *
3089  * The following functions may only be used on a quiescent filesystem
3090  * by the soft updates journal. They are not safe to be run on an active
3091  * filesystem.
3092  *
3093  * setinode(inode, dip) - the specified disk inode is replaced with the
3094  *      contents pointed to by dip.
3095  * setbufoutput(fd, flags) - output associated with the specified file
3096  *      descriptor (which must reference the character device supporting
3097  *      the filesystem) switches from using physio to running through the
3098  *      buffer cache when flags is set to 1. The descriptor reverts to
3099  *      physio for output when flags is set to zero.
3100  */
3101
3102 static int sysctl_ffs_fsck(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
3103
3104 SYSCTL_PROC(_vfs_ffs, FFS_ADJ_REFCNT, adjrefcnt, CTLFLAG_WR|CTLTYPE_STRUCT,
3105         0, 0, sysctl_ffs_fsck, "S,fsck", "Adjust Inode Reference Count");
3106
3107 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_BLKCNT, adjblkcnt, CTLFLAG_WR,
3108         sysctl_ffs_fsck, "Adjust Inode Used Blocks Count");
3109
3110 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_SIZE, setsize, CTLFLAG_WR,
3111         sysctl_ffs_fsck, "Set the inode size");
3112
3113 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NDIR, adjndir, CTLFLAG_WR,
3114         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of directories");
3115
3116 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NBFREE, adjnbfree, CTLFLAG_WR,
3117         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free blocks");
3118
3119 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NIFREE, adjnifree, CTLFLAG_WR,
3120         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free inodes");
3121
3122 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NFFREE, adjnffree, CTLFLAG_WR,
3123         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free frags");
3124
3125 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NUMCLUSTERS, adjnumclusters, CTLFLAG_WR,
3126         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free clusters");
3127
3128 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_DIR_FREE, freedirs, CTLFLAG_WR,
3129         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of Directory Inodes");
3130
3131 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_FILE_FREE, freefiles, CTLFLAG_WR,
3132         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of File Inodes");
3133
3134 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_BLK_FREE, freeblks, CTLFLAG_WR,
3135         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of Blocks");
3136
3137 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_FLAGS, setflags, CTLFLAG_WR,
3138         sysctl_ffs_fsck, "Change Filesystem Flags");
3139
3140 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_CWD, setcwd, CTLFLAG_WR,
3141         sysctl_ffs_fsck, "Set Current Working Directory");
3142
3143 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_DOTDOT, setdotdot, CTLFLAG_WR,
3144         sysctl_ffs_fsck, "Change Value of .. Entry");
3145
3146 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_UNLINK, unlink, CTLFLAG_WR,
3147         sysctl_ffs_fsck, "Unlink a Duplicate Name");
3148
3149 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_INODE, setinode, CTLFLAG_WR,
3150         sysctl_ffs_fsck, "Update an On-Disk Inode");
3151
3152 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_BUFOUTPUT, setbufoutput, CTLFLAG_WR,
3153         sysctl_ffs_fsck, "Set Buffered Writing for Descriptor");
3154
3155 #ifdef DIAGNOSTIC
3156 static int fsckcmds = 0;
3157 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ffs_fsckcmds, CTLFLAG_RW, &fsckcmds, 0,
3158         "print out fsck_ffs-based filesystem update commands");
3159 #endif /* DIAGNOSTIC */
3160
3161 static int buffered_write(struct file *, struct uio *, struct ucred *,
3162         int, struct thread *);
3163
3164 static int
3165 sysctl_ffs_fsck(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3166 {
3167         struct thread *td = curthread;
3168         struct fsck_cmd cmd;
3169         struct ufsmount *ump;
3170         struct vnode *vp, *dvp, *fdvp;
3171         struct inode *ip, *dp;
3172         struct mount *mp;
3173         struct fs *fs;
3174         ufs2_daddr_t blkno;
3175         long blkcnt, blksize;
3176         u_long key;
3177         struct file *fp, *vfp;
3178         cap_rights_t rights;
3179         int filetype, error;
3180         static struct fileops *origops, bufferedops;
3181
3182         if (req->newlen > sizeof cmd)
3183                 return (EBADRPC);
3184         if ((error = SYSCTL_IN(req, &cmd, sizeof cmd)) != 0)
3185                 return (error);
3186         if (cmd.version != FFS_CMD_VERSION)
3187                 return (ERPCMISMATCH);
3188         if ((error = getvnode(td, cmd.handle,
3189             cap_rights_init(&rights, CAP_FSCK), &fp)) != 0)
3190                 return (error);
3191         vp = fp->f_data;
3192         if (vp->v_type != VREG && vp->v_type != VDIR) {
3193                 fdrop(fp, td);
3194                 return (EINVAL);
3195         }
3196         vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
3197         if (mp == NULL ||
3198             strncmp(mp->mnt_stat.f_fstypename, "ufs", MFSNAMELEN)) {
3199                 vn_finished_write(mp);
3200                 fdrop(fp, td);
3201                 return (EINVAL);
3202         }
3203         ump = VFSTOUFS(mp);
3204         if ((mp->mnt_flag & MNT_RDONLY) &&
3205             ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
3206                 vn_finished_write(mp);
3207                 fdrop(fp, td);
3208                 return (EROFS);
3209         }
3210         fs = ump->um_fs;
3211         filetype = IFREG;
3212
3213         switch (oidp->oid_number) {
3214
3215         case FFS_SET_FLAGS:
3216 #ifdef DIAGNOSTIC
3217                 if (fsckcmds)
3218                         printf("%s: %s flags\n", mp->mnt_stat.f_mntonname,
3219                             cmd.size > 0 ? "set" : "clear");
3220 #endif /* DIAGNOSTIC */
3221                 if (cmd.size > 0)
3222                         fs->fs_flags |= (long)cmd.value;
3223                 else
3224                         fs->fs_flags &= ~(long)cmd.value;
3225                 break;
3226
3227         case FFS_ADJ_REFCNT:
3228 #ifdef DIAGNOSTIC
3229                 if (fsckcmds) {
3230                         printf("%s: adjust inode %jd link count by %jd\n",
3231                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
3232                             (intmax_t)cmd.size);
3233                 }
3234 #endif /* DIAGNOSTIC */
3235                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3236                         break;
3237                 ip = VTOI(vp);
3238                 ip->i_nlink += cmd.size;
3239                 DIP_SET(ip, i_nlink, ip->i_nlink);
3240                 ip->i_effnlink += cmd.size;
3241                 UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE | IN_MODIFIED);
3242                 error = ffs_update(vp, 1);
3243                 if (DOINGSOFTDEP(vp))
3244                         softdep_change_linkcnt(ip);
3245                 vput(vp);
3246                 break;
3247
3248         case FFS_ADJ_BLKCNT:
3249 #ifdef DIAGNOSTIC
3250                 if (fsckcmds) {
3251                         printf("%s: adjust inode %jd block count by %jd\n",
3252                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
3253                             (intmax_t)cmd.size);
3254                 }
3255 #endif /* DIAGNOSTIC */
3256                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3257                         break;
3258                 ip = VTOI(vp);
3259                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + cmd.size);
3260                 UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE | IN_MODIFIED);
3261                 error = ffs_update(vp, 1);
3262                 vput(vp);
3263                 break;
3264
3265         case FFS_SET_SIZE:
3266 #ifdef DIAGNOSTIC
3267                 if (fsckcmds) {
3268                         printf("%s: set inode %jd size to %jd\n",
3269                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
3270                             (intmax_t)cmd.size);
3271                 }
3272 #endif /* DIAGNOSTIC */
3273                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3274                         break;
3275                 ip = VTOI(vp);
3276                 DIP_SET(ip, i_size, cmd.size);
3277                 UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE | IN_MODIFIED);
3278                 error = ffs_update(vp, 1);
3279                 vput(vp);
3280                 break;
3281
3282         case FFS_DIR_FREE:
3283                 filetype = IFDIR;
3284                 /* fall through */
3285
3286         case FFS_FILE_FREE:
3287 #ifdef DIAGNOSTIC
3288                 if (fsckcmds) {
3289                         if (cmd.size == 1)
3290                                 printf("%s: free %s inode %ju\n",
3291                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
3292                                     filetype == IFDIR ? "directory" : "file",
3293                                     (uintmax_t)cmd.value);
3294                         else
3295                                 printf("%s: free %s inodes %ju-%ju\n",
3296                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
3297                                     filetype == IFDIR ? "directory" : "file",
3298                                     (uintmax_t)cmd.value,
3299                                     (uintmax_t)(cmd.value + cmd.size - 1));
3300                 }
3301 #endif /* DIAGNOSTIC */
3302                 while (cmd.size > 0) {
3303                         if ((error = ffs_freefile(ump, fs, ump->um_devvp,
3304                             cmd.value, filetype, NULL)))
3305                                 break;
3306                         cmd.size -= 1;
3307                         cmd.value += 1;
3308                 }
3309                 break;
3310
3311         case FFS_BLK_FREE:
3312 #ifdef DIAGNOSTIC
3313                 if (fsckcmds) {
3314                         if (cmd.size == 1)
3315                                 printf("%s: free block %jd\n",
3316                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
3317                                     (intmax_t)cmd.value);
3318                         else
3319                                 printf("%s: free blocks %jd-%jd\n",
3320                                     mp->mnt_stat.f_mntonname, 
3321                                     (intmax_t)cmd.value,
3322                                     (intmax_t)cmd.value + cmd.size - 1);
3323                 }
3324 #endif /* DIAGNOSTIC */
3325                 blkno = cmd.value;
3326                 blkcnt = cmd.size;
3327                 blksize = fs->fs_frag - (blkno % fs->fs_frag);
3328                 key = ffs_blkrelease_start(ump, ump->um_devvp, UFS_ROOTINO);
3329                 while (blkcnt > 0) {
3330                         if (blkcnt < blksize)
3331                                 blksize = blkcnt;
3332                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp, blkno,
3333                             blksize * fs->fs_fsize, UFS_ROOTINO, 
3334                             VDIR, NULL, key);
3335                         blkno += blksize;
3336                         blkcnt -= blksize;
3337                         blksize = fs->fs_frag;
3338                 }
3339                 ffs_blkrelease_finish(ump, key);
3340                 break;
3341
3342         /*
3343          * Adjust superblock summaries.  fsck(8) is expected to
3344          * submit deltas when necessary.
3345          */
3346         case FFS_ADJ_NDIR:
3347 #ifdef DIAGNOSTIC
3348                 if (fsckcmds) {
3349                         printf("%s: adjust number of directories by %jd\n",
3350                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3351                 }
3352 #endif /* DIAGNOSTIC */
3353                 fs->fs_cstotal.cs_ndir += cmd.value;
3354                 break;
3355
3356         case FFS_ADJ_NBFREE:
3357 #ifdef DIAGNOSTIC
3358                 if (fsckcmds) {
3359                         printf("%s: adjust number of free blocks by %+jd\n",
3360                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3361                 }
3362 #endif /* DIAGNOSTIC */
3363                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree += cmd.value;
3364                 break;
3365
3366         case FFS_ADJ_NIFREE:
3367 #ifdef DIAGNOSTIC
3368                 if (fsckcmds) {
3369                         printf("%s: adjust number of free inodes by %+jd\n",
3370                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3371                 }
3372 #endif /* DIAGNOSTIC */
3373                 fs->fs_cstotal.cs_nifree += cmd.value;
3374                 break;
3375
3376         case FFS_ADJ_NFFREE:
3377 #ifdef DIAGNOSTIC
3378                 if (fsckcmds) {
3379                         printf("%s: adjust number of free frags by %+jd\n",
3380                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3381                 }
3382 #endif /* DIAGNOSTIC */
3383                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += cmd.value;
3384                 break;
3385
3386         case FFS_ADJ_NUMCLUSTERS:
3387 #ifdef DIAGNOSTIC
3388                 if (fsckcmds) {
3389                         printf("%s: adjust number of free clusters by %+jd\n",
3390                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3391                 }
3392 #endif /* DIAGNOSTIC */
3393                 fs->fs_cstotal.cs_numclusters += cmd.value;
3394                 break;
3395
3396         case FFS_SET_CWD:
3397 #ifdef DIAGNOSTIC
3398                 if (fsckcmds) {
3399                         printf("%s: set current directory to inode %jd\n",
3400                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3401                 }
3402 #endif /* DIAGNOSTIC */
3403                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_SHARED, &vp)))
3404                         break;
3405                 AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
3406                 if ((error = change_dir(vp, td)) != 0) {
3407                         vput(vp);
3408                         break;
3409                 }
3410                 VOP_UNLOCK(vp);
3411                 pwd_chdir(td, vp);
3412                 break;
3413
3414         case FFS_SET_DOTDOT:
3415 #ifdef DIAGNOSTIC
3416                 if (fsckcmds) {
3417                         printf("%s: change .. in cwd from %jd to %jd\n",
3418                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
3419                             (intmax_t)cmd.size);
3420                 }
3421 #endif /* DIAGNOSTIC */
3422                 /*
3423                  * First we have to get and lock the parent directory
3424                  * to which ".." points.
3425                  */
3426                 error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &fdvp);
3427                 if (error)
3428                         break;
3429                 /*
3430                  * Now we get and lock the child directory containing "..".
3431                  */
3432                 FILEDESC_SLOCK(td->td_proc->p_fd);
3433                 dvp = td->td_proc->p_fd->fd_cdir;
3434                 FILEDESC_SUNLOCK(td->td_proc->p_fd);
3435                 if ((error = vget(dvp, LK_EXCLUSIVE, td)) != 0) {
3436                         vput(fdvp);
3437                         break;
3438                 }
3439                 dp = VTOI(dvp);
3440                 dp->i_offset = 12;      /* XXX mastertemplate.dot_reclen */
3441                 error = ufs_dirrewrite(dp, VTOI(fdvp), (ino_t)cmd.size,
3442                     DT_DIR, 0);
3443                 cache_purge(fdvp);
3444                 cache_purge(dvp);
3445                 vput(dvp);
3446                 vput(fdvp);
3447                 break;
3448
3449         case FFS_UNLINK:
3450 #ifdef DIAGNOSTIC
3451                 if (fsckcmds) {
3452                         char buf[32];
3453
3454                         if (copyinstr((char *)(intptr_t)cmd.value, buf,32,NULL))
3455                                 strncpy(buf, "Name_too_long", 32);
3456                         printf("%s: unlink %s (inode %jd)\n",
3457                             mp->mnt_stat.f_mntonname, buf, (intmax_t)cmd.size);
3458                 }
3459 #endif /* DIAGNOSTIC */
3460                 /*
3461                  * kern_funlinkat will do its own start/finish writes and
3462                  * they do not nest, so drop ours here. Setting mp == NULL
3463                  * indicates that vn_finished_write is not needed down below.
3464                  */
3465                 vn_finished_write(mp);
3466                 mp = NULL;
3467                 error = kern_funlinkat(td, AT_FDCWD,
3468                     (char *)(intptr_t)cmd.value, FD_NONE, UIO_USERSPACE,
3469                     0, (ino_t)cmd.size);
3470                 break;
3471
3472         case FFS_SET_INODE:
3473                 if (ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
3474                         error = EPERM;
3475                         break;
3476                 }
3477 #ifdef DIAGNOSTIC
3478                 if (fsckcmds) {
3479                         printf("%s: update inode %jd\n",
3480                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3481                 }
3482 #endif /* DIAGNOSTIC */
3483                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3484                         break;
3485                 AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
3486                 ip = VTOI(vp);
3487                 if (I_IS_UFS1(ip))
3488                         error = copyin((void *)(intptr_t)cmd.size, ip->i_din1,
3489                             sizeof(struct ufs1_dinode));
3490                 else
3491                         error = copyin((void *)(intptr_t)cmd.size, ip->i_din2,
3492                             sizeof(struct ufs2_dinode));
3493                 if (error) {
3494                         vput(vp);
3495                         break;
3496                 }
3497                 UFS_INODE_SET_FLAG(ip, IN_CHANGE | IN_MODIFIED);
3498                 error = ffs_update(vp, 1);
3499                 vput(vp);
3500                 break;
3501
3502         case FFS_SET_BUFOUTPUT:
3503                 if (ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
3504                         error = EPERM;
3505                         break;
3506                 }
3507                 if (ITOUMP(VTOI(vp)) != ump) {
3508                         error = EINVAL;
3509                         break;
3510                 }
3511 #ifdef DIAGNOSTIC
3512                 if (fsckcmds) {
3513                         printf("%s: %s buffered output for descriptor %jd\n",
3514                             mp->mnt_stat.f_mntonname,
3515                             cmd.size == 1 ? "enable" : "disable",
3516                             (intmax_t)cmd.value);
3517                 }
3518 #endif /* DIAGNOSTIC */
3519                 if ((error = getvnode(td, cmd.value,
3520                     cap_rights_init(&rights, CAP_FSCK), &vfp)) != 0)
3521                         break;
3522                 if (vfp->f_vnode->v_type != VCHR) {
3523                         fdrop(vfp, td);
3524                         error = EINVAL;
3525                         break;
3526                 }
3527                 if (origops == NULL) {
3528                         origops = vfp->f_ops;
3529                         bcopy((void *)origops, (void *)&bufferedops,
3530                             sizeof(bufferedops));
3531                         bufferedops.fo_write = buffered_write;
3532                 }
3533                 if (cmd.size == 1)
3534                         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&vfp->f_ops,
3535                             (uintptr_t)&bufferedops);
3536                 else
3537                         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&vfp->f_ops,
3538                             (uintptr_t)origops);
3539                 fdrop(vfp, td);
3540                 break;
3541
3542         default:
3543 #ifdef DIAGNOSTIC
3544                 if (fsckcmds) {
3545                         printf("Invalid request %d from fsck\n",
3546                             oidp->oid_number);
3547                 }
3548 #endif /* DIAGNOSTIC */
3549                 error = EINVAL;
3550                 break;
3551
3552         }
3553         fdrop(fp, td);
3554         vn_finished_write(mp);
3555         return (error);
3556 }
3557
3558 /*
3559  * Function to switch a descriptor to use the buffer cache to stage
3560  * its I/O. This is needed so that writes to the filesystem device
3561  * will give snapshots a chance to copy modified blocks for which it
3562  * needs to retain copies.
3563  */
3564 static int
3565 buffered_write(fp, uio, active_cred, flags, td)
3566         struct file *fp;
3567         struct uio *uio;
3568         struct ucred *active_cred;
3569         int flags;
3570         struct thread *td;
3571 {
3572         struct vnode *devvp, *vp;
3573         struct inode *ip;
3574         struct buf *bp;
3575         struct fs *fs;
3576         struct filedesc *fdp;
3577         int error;
3578         daddr_t lbn;
3579
3580         /*
3581          * The devvp is associated with the /dev filesystem. To discover
3582          * the filesystem with which the device is associated, we depend
3583          * on the application setting the current directory to a location
3584          * within the filesystem being written. Yes, this is an ugly hack.
3585          */
3586         devvp = fp->f_vnode;
3587         if (!vn_isdisk(devvp, NULL))
3588                 return (EINVAL);
3589         fdp = td->td_proc->p_fd;
3590         FILEDESC_SLOCK(fdp);
3591         vp = fdp->fd_cdir;
3592         vref(vp);
3593         FILEDESC_SUNLOCK(fdp);
3594         vn_lock(vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
3595         /*
3596          * Check that the current directory vnode indeed belongs to
3597          * UFS before trying to dereference UFS-specific v_data fields.
3598          */
3599         if (vp->v_op != &ffs_vnodeops1 && vp->v_op != &ffs_vnodeops2) {
3600                 vput(vp);
3601                 return (EINVAL);
3602         }
3603         ip = VTOI(vp);
3604         if (ITODEVVP(ip) != devvp) {
3605                 vput(vp);
3606                 return (EINVAL);
3607         }
3608         fs = ITOFS(ip);
3609         vput(vp);
3610         foffset_lock_uio(fp, uio, flags);
3611         vn_lock(devvp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
3612 #ifdef DIAGNOSTIC
3613         if (fsckcmds) {
3614                 printf("%s: buffered write for block %jd\n",
3615                     fs->fs_fsmnt, (intmax_t)btodb(uio->uio_offset));
3616         }
3617 #endif /* DIAGNOSTIC */
3618         /*
3619          * All I/O must be contained within a filesystem block, start on
3620          * a fragment boundary, and be a multiple of fragments in length.
3621          */
3622         if (uio->uio_resid > fs->fs_bsize - (uio->uio_offset % fs->fs_bsize) ||
3623             fragoff(fs, uio->uio_offset) != 0 ||
3624             fragoff(fs, uio->uio_resid) != 0) {
3625                 error = EINVAL;
3626                 goto out;
3627         }
3628         lbn = numfrags(fs, uio->uio_offset);
3629         bp = getblk(devvp, lbn, uio->uio_resid, 0, 0, 0);
3630         bp->b_flags |= B_RELBUF;
3631         if ((error = uiomove((char *)bp->b_data, uio->uio_resid, uio)) != 0) {
3632                 brelse(bp);
3633                 goto out;
3634         }
3635         error = bwrite(bp);
3636 out:
3637         VOP_UNLOCK(devvp);
3638         foffset_unlock_uio(fp, uio, flags | FOF_NEXTOFF);
3639         return (error);
3640 }