]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/ufs/ffs/ffs_alloc.c
Update clang to trunk r256633.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / ufs / ffs / ffs_alloc.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2002 Networks Associates Technology, Inc.
3  * All rights reserved.
4  *
5  * This software was developed for the FreeBSD Project by Marshall
6  * Kirk McKusick and Network Associates Laboratories, the Security
7  * Research Division of Network Associates, Inc. under DARPA/SPAWAR
8  * contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the DARPA CHATS
9  * research program
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  *
20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
21  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
22  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
23  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
24  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
25  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
26  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
27  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
28  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
29  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
30  * SUCH DAMAGE.
31  *
32  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
33  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
34  *
35  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
36  * modification, are permitted provided that the following conditions
37  * are met:
38  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
39  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
40  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
41  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
42  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
43  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
44  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
45  *    without specific prior written permission.
46  *
47  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
48  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
49  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
50  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
51  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
52  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
53  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
54  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
55  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
56  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
57  * SUCH DAMAGE.
58  *
59  *      @(#)ffs_alloc.c 8.18 (Berkeley) 5/26/95
60  */
61
62 #include <sys/cdefs.h>
63 __FBSDID("$FreeBSD$");
64
65 #include "opt_quota.h"
66
67 #include <sys/param.h>
68 #include <sys/capsicum.h>
69 #include <sys/systm.h>
70 #include <sys/bio.h>
71 #include <sys/buf.h>
72 #include <sys/conf.h>
73 #include <sys/fcntl.h>
74 #include <sys/file.h>
75 #include <sys/filedesc.h>
76 #include <sys/priv.h>
77 #include <sys/proc.h>
78 #include <sys/vnode.h>
79 #include <sys/mount.h>
80 #include <sys/kernel.h>
81 #include <sys/syscallsubr.h>
82 #include <sys/sysctl.h>
83 #include <sys/syslog.h>
84 #include <sys/taskqueue.h>
85
86 #include <security/audit/audit.h>
87
88 #include <geom/geom.h>
89
90 #include <ufs/ufs/dir.h>
91 #include <ufs/ufs/extattr.h>
92 #include <ufs/ufs/quota.h>
93 #include <ufs/ufs/inode.h>
94 #include <ufs/ufs/ufs_extern.h>
95 #include <ufs/ufs/ufsmount.h>
96
97 #include <ufs/ffs/fs.h>
98 #include <ufs/ffs/ffs_extern.h>
99 #include <ufs/ffs/softdep.h>
100
101 typedef ufs2_daddr_t allocfcn_t(struct inode *ip, u_int cg, ufs2_daddr_t bpref,
102                                   int size, int rsize);
103
104 static ufs2_daddr_t ffs_alloccg(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int, int);
105 static ufs2_daddr_t
106               ffs_alloccgblk(struct inode *, struct buf *, ufs2_daddr_t, int);
107 static void     ffs_blkfree_cg(struct ufsmount *, struct fs *,
108                     struct vnode *, ufs2_daddr_t, long, ino_t,
109                     struct workhead *);
110 static void     ffs_blkfree_trim_completed(struct bio *);
111 static void     ffs_blkfree_trim_task(void *ctx, int pending __unused);
112 #ifdef INVARIANTS
113 static int      ffs_checkblk(struct inode *, ufs2_daddr_t, long);
114 #endif
115 static ufs2_daddr_t ffs_clusteralloc(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int);
116 static ino_t    ffs_dirpref(struct inode *);
117 static ufs2_daddr_t ffs_fragextend(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t,
118                     int, int);
119 static ufs2_daddr_t     ffs_hashalloc
120                 (struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int, int, allocfcn_t *);
121 static ufs2_daddr_t ffs_nodealloccg(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int,
122                     int);
123 static ufs1_daddr_t ffs_mapsearch(struct fs *, struct cg *, ufs2_daddr_t, int);
124 static int      ffs_reallocblks_ufs1(struct vop_reallocblks_args *);
125 static int      ffs_reallocblks_ufs2(struct vop_reallocblks_args *);
126
127 /*
128  * Allocate a block in the filesystem.
129  *
130  * The size of the requested block is given, which must be some
131  * multiple of fs_fsize and <= fs_bsize.
132  * A preference may be optionally specified. If a preference is given
133  * the following hierarchy is used to allocate a block:
134  *   1) allocate the requested block.
135  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
136  *   3) allocate a block in the same cylinder group.
137  *   4) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
138  *      available block is located.
139  * If no block preference is given the following hierarchy is used
140  * to allocate a block:
141  *   1) allocate a block in the cylinder group that contains the
142  *      inode for the file.
143  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
144  *      available block is located.
145  */
146 int
147 ffs_alloc(ip, lbn, bpref, size, flags, cred, bnp)
148         struct inode *ip;
149         ufs2_daddr_t lbn, bpref;
150         int size, flags;
151         struct ucred *cred;
152         ufs2_daddr_t *bnp;
153 {
154         struct fs *fs;
155         struct ufsmount *ump;
156         ufs2_daddr_t bno;
157         u_int cg, reclaimed;
158         static struct timeval lastfail;
159         static int curfail;
160         int64_t delta;
161 #ifdef QUOTA
162         int error;
163 #endif
164
165         *bnp = 0;
166         fs = ip->i_fs;
167         ump = ip->i_ump;
168         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
169 #ifdef INVARIANTS
170         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
171                 printf("dev = %s, bsize = %ld, size = %d, fs = %s\n",
172                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_bsize, size,
173                     fs->fs_fsmnt);
174                 panic("ffs_alloc: bad size");
175         }
176         if (cred == NOCRED)
177                 panic("ffs_alloc: missing credential");
178 #endif /* INVARIANTS */
179         reclaimed = 0;
180 retry:
181 #ifdef QUOTA
182         UFS_UNLOCK(ump);
183         error = chkdq(ip, btodb(size), cred, 0);
184         if (error)
185                 return (error);
186         UFS_LOCK(ump);
187 #endif
188         if (size == fs->fs_bsize && fs->fs_cstotal.cs_nbfree == 0)
189                 goto nospace;
190         if (priv_check_cred(cred, PRIV_VFS_BLOCKRESERVE, 0) &&
191             freespace(fs, fs->fs_minfree) - numfrags(fs, size) < 0)
192                 goto nospace;
193         if (bpref >= fs->fs_size)
194                 bpref = 0;
195         if (bpref == 0)
196                 cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
197         else
198                 cg = dtog(fs, bpref);
199         bno = ffs_hashalloc(ip, cg, bpref, size, size, ffs_alloccg);
200         if (bno > 0) {
201                 delta = btodb(size);
202                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
203                 if (flags & IO_EXT)
204                         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
205                 else
206                         ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
207                 *bnp = bno;
208                 return (0);
209         }
210 nospace:
211 #ifdef QUOTA
212         UFS_UNLOCK(ump);
213         /*
214          * Restore user's disk quota because allocation failed.
215          */
216         (void) chkdq(ip, -btodb(size), cred, FORCE);
217         UFS_LOCK(ump);
218 #endif
219         if (reclaimed == 0 && (flags & IO_BUFLOCKED) == 0) {
220                 reclaimed = 1;
221                 softdep_request_cleanup(fs, ITOV(ip), cred, FLUSH_BLOCKS_WAIT);
222                 goto retry;
223         }
224         UFS_UNLOCK(ump);
225         if (reclaimed > 0 && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
226                 ffs_fserr(fs, ip->i_number, "filesystem full");
227                 uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n",
228                     fs->fs_fsmnt);
229         }
230         return (ENOSPC);
231 }
232
233 /*
234  * Reallocate a fragment to a bigger size
235  *
236  * The number and size of the old block is given, and a preference
237  * and new size is also specified. The allocator attempts to extend
238  * the original block. Failing that, the regular block allocator is
239  * invoked to get an appropriate block.
240  */
241 int
242 ffs_realloccg(ip, lbprev, bprev, bpref, osize, nsize, flags, cred, bpp)
243         struct inode *ip;
244         ufs2_daddr_t lbprev;
245         ufs2_daddr_t bprev;
246         ufs2_daddr_t bpref;
247         int osize, nsize, flags;
248         struct ucred *cred;
249         struct buf **bpp;
250 {
251         struct vnode *vp;
252         struct fs *fs;
253         struct buf *bp;
254         struct ufsmount *ump;
255         u_int cg, request, reclaimed;
256         int error, gbflags;
257         ufs2_daddr_t bno;
258         static struct timeval lastfail;
259         static int curfail;
260         int64_t delta;
261
262         *bpp = 0;
263         vp = ITOV(ip);
264         fs = ip->i_fs;
265         bp = NULL;
266         ump = ip->i_ump;
267         gbflags = (flags & BA_UNMAPPED) != 0 ? GB_UNMAPPED : 0;
268
269         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
270 #ifdef INVARIANTS
271         if (vp->v_mount->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPENDED)
272                 panic("ffs_realloccg: allocation on suspended filesystem");
273         if ((u_int)osize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, osize) != 0 ||
274             (u_int)nsize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, nsize) != 0) {
275                 printf(
276                 "dev = %s, bsize = %ld, osize = %d, nsize = %d, fs = %s\n",
277                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_bsize, osize,
278                     nsize, fs->fs_fsmnt);
279                 panic("ffs_realloccg: bad size");
280         }
281         if (cred == NOCRED)
282                 panic("ffs_realloccg: missing credential");
283 #endif /* INVARIANTS */
284         reclaimed = 0;
285 retry:
286         if (priv_check_cred(cred, PRIV_VFS_BLOCKRESERVE, 0) &&
287             freespace(fs, fs->fs_minfree) -  numfrags(fs, nsize - osize) < 0) {
288                 goto nospace;
289         }
290         if (bprev == 0) {
291                 printf("dev = %s, bsize = %ld, bprev = %jd, fs = %s\n",
292                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_bsize, (intmax_t)bprev,
293                     fs->fs_fsmnt);
294                 panic("ffs_realloccg: bad bprev");
295         }
296         UFS_UNLOCK(ump);
297         /*
298          * Allocate the extra space in the buffer.
299          */
300         error = bread_gb(vp, lbprev, osize, NOCRED, gbflags, &bp);
301         if (error) {
302                 brelse(bp);
303                 return (error);
304         }
305
306         if (bp->b_blkno == bp->b_lblkno) {
307                 if (lbprev >= 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         cg = dtog(fs, bprev);
323         UFS_LOCK(ump);
324         bno = ffs_fragextend(ip, cg, bprev, osize, nsize);
325         if (bno) {
326                 if (bp->b_blkno != fsbtodb(fs, bno))
327                         panic("ffs_realloccg: bad blockno");
328                 delta = btodb(nsize - osize);
329                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
330                 if (flags & IO_EXT)
331                         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
332                 else
333                         ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
334                 allocbuf(bp, nsize);
335                 bp->b_flags |= B_DONE;
336                 vfs_bio_bzero_buf(bp, osize, nsize - osize);
337                 if ((bp->b_flags & (B_MALLOC | B_VMIO)) == B_VMIO)
338                         vfs_bio_set_valid(bp, osize, nsize - osize);
339                 *bpp = bp;
340                 return (0);
341         }
342         /*
343          * Allocate a new disk location.
344          */
345         if (bpref >= fs->fs_size)
346                 bpref = 0;
347         switch ((int)fs->fs_optim) {
348         case FS_OPTSPACE:
349                 /*
350                  * Allocate an exact sized fragment. Although this makes
351                  * best use of space, we will waste time relocating it if
352                  * the file continues to grow. If the fragmentation is
353                  * less than half of the minimum free reserve, we choose
354                  * to begin optimizing for time.
355                  */
356                 request = nsize;
357                 if (fs->fs_minfree <= 5 ||
358                     fs->fs_cstotal.cs_nffree >
359                     (off_t)fs->fs_dsize * fs->fs_minfree / (2 * 100))
360                         break;
361                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from SPACE to TIME\n",
362                         fs->fs_fsmnt);
363                 fs->fs_optim = FS_OPTTIME;
364                 break;
365         case FS_OPTTIME:
366                 /*
367                  * At this point we have discovered a file that is trying to
368                  * grow a small fragment to a larger fragment. To save time,
369                  * we allocate a full sized block, then free the unused portion.
370                  * If the file continues to grow, the `ffs_fragextend' call
371                  * above will be able to grow it in place without further
372                  * copying. If aberrant programs cause disk fragmentation to
373                  * grow within 2% of the free reserve, we choose to begin
374                  * optimizing for space.
375                  */
376                 request = fs->fs_bsize;
377                 if (fs->fs_cstotal.cs_nffree <
378                     (off_t)fs->fs_dsize * (fs->fs_minfree - 2) / 100)
379                         break;
380                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from TIME to SPACE\n",
381                         fs->fs_fsmnt);
382                 fs->fs_optim = FS_OPTSPACE;
383                 break;
384         default:
385                 printf("dev = %s, optim = %ld, fs = %s\n",
386                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_optim, fs->fs_fsmnt);
387                 panic("ffs_realloccg: bad optim");
388                 /* NOTREACHED */
389         }
390         bno = ffs_hashalloc(ip, cg, bpref, request, nsize, ffs_alloccg);
391         if (bno > 0) {
392                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, bno);
393                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
394                         ffs_blkfree(ump, fs, ip->i_devvp, bprev, (long)osize,
395                             ip->i_number, vp->v_type, NULL);
396                 delta = btodb(nsize - osize);
397                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
398                 if (flags & IO_EXT)
399                         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
400                 else
401                         ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
402                 allocbuf(bp, nsize);
403                 bp->b_flags |= B_DONE;
404                 vfs_bio_bzero_buf(bp, osize, nsize - osize);
405                 if ((bp->b_flags & (B_MALLOC | B_VMIO)) == B_VMIO)
406                         vfs_bio_set_valid(bp, osize, nsize - osize);
407                 *bpp = bp;
408                 return (0);
409         }
410 #ifdef QUOTA
411         UFS_UNLOCK(ump);
412         /*
413          * Restore user's disk quota because allocation failed.
414          */
415         (void) chkdq(ip, -btodb(nsize - osize), cred, FORCE);
416         UFS_LOCK(ump);
417 #endif
418 nospace:
419         /*
420          * no space available
421          */
422         if (reclaimed == 0 && (flags & IO_BUFLOCKED) == 0) {
423                 reclaimed = 1;
424                 UFS_UNLOCK(ump);
425                 if (bp) {
426                         brelse(bp);
427                         bp = NULL;
428                 }
429                 UFS_LOCK(ump);
430                 softdep_request_cleanup(fs, vp, cred, FLUSH_BLOCKS_WAIT);
431                 goto retry;
432         }
433         UFS_UNLOCK(ump);
434         if (bp)
435                 brelse(bp);
436         if (reclaimed > 0 && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
437                 ffs_fserr(fs, ip->i_number, "filesystem full");
438                 uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n",
439                     fs->fs_fsmnt);
440         }
441         return (ENOSPC);
442 }
443
444 /*
445  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
446  *
447  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
448  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
449  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible
450  * from the end of the allocation for the logical block immediately
451  * preceding the current range. If successful, the physical block numbers
452  * in the buffer pointers and in the inode are changed to reflect the new
453  * allocation. If unsuccessful, the allocation is left unchanged. The
454  * success in doing the reallocation is returned. Note that the error
455  * return is not reflected back to the user. Rather the previous block
456  * allocation will be used.
457  */
458
459 SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, ffs, CTLFLAG_RW, 0, "FFS filesystem");
460
461 static int doasyncfree = 1;
462 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0,
463 "do not force synchronous writes when blocks are reallocated");
464
465 static int doreallocblks = 1;
466 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doreallocblks, CTLFLAG_RW, &doreallocblks, 0,
467 "enable block reallocation");
468
469 static int maxclustersearch = 10;
470 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, maxclustersearch, CTLFLAG_RW, &maxclustersearch,
471 0, "max number of cylinder group to search for contigous blocks");
472
473 #ifdef DEBUG
474 static volatile int prtrealloc = 0;
475 #endif
476
477 int
478 ffs_reallocblks(ap)
479         struct vop_reallocblks_args /* {
480                 struct vnode *a_vp;
481                 struct cluster_save *a_buflist;
482         } */ *ap;
483 {
484         struct ufsmount *ump;
485
486         /*
487          * If the underlying device can do deletes, then skip reallocating
488          * the blocks of this file into contiguous sequences. Devices that
489          * benefit from BIO_DELETE also benefit from not moving the data.
490          * These devices are flash and therefore work less well with this
491          * optimization. Also skip if reallocblks has been disabled globally.
492          */
493         ump = VTOI(ap->a_vp)->i_ump;
494         if (ump->um_candelete || doreallocblks == 0)
495                 return (ENOSPC);
496
497         /*
498          * We can't wait in softdep prealloc as it may fsync and recurse
499          * here.  Instead we simply fail to reallocate blocks if this
500          * rare condition arises.
501          */
502         if (DOINGSOFTDEP(ap->a_vp))
503                 if (softdep_prealloc(ap->a_vp, MNT_NOWAIT) != 0)
504                         return (ENOSPC);
505         if (ump->um_fstype == UFS1)
506                 return (ffs_reallocblks_ufs1(ap));
507         return (ffs_reallocblks_ufs2(ap));
508 }
509         
510 static int
511 ffs_reallocblks_ufs1(ap)
512         struct vop_reallocblks_args /* {
513                 struct vnode *a_vp;
514                 struct cluster_save *a_buflist;
515         } */ *ap;
516 {
517         struct fs *fs;
518         struct inode *ip;
519         struct vnode *vp;
520         struct buf *sbp, *ebp;
521         ufs1_daddr_t *bap, *sbap, *ebap = 0;
522         struct cluster_save *buflist;
523         struct ufsmount *ump;
524         ufs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
525         ufs1_daddr_t soff, newblk, blkno;
526         ufs2_daddr_t pref;
527         struct indir start_ap[NIADDR + 1], end_ap[NIADDR + 1], *idp;
528         int i, cg, len, start_lvl, end_lvl, ssize;
529
530         vp = ap->a_vp;
531         ip = VTOI(vp);
532         fs = ip->i_fs;
533         ump = ip->i_ump;
534         /*
535          * If we are not tracking block clusters or if we have less than 4%
536          * free blocks left, then do not attempt to cluster. Running with
537          * less than 5% free block reserve is not recommended and those that
538          * choose to do so do not expect to have good file layout.
539          */
540         if (fs->fs_contigsumsize <= 0 || freespace(fs, 4) < 0)
541                 return (ENOSPC);
542         buflist = ap->a_buflist;
543         len = buflist->bs_nchildren;
544         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
545         end_lbn = start_lbn + len - 1;
546 #ifdef INVARIANTS
547         for (i = 0; i < len; i++)
548                 if (!ffs_checkblk(ip,
549                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
550                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
551         for (i = 1; i < len; i++)
552                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
553                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
554         blkno = buflist->bs_children[0]->b_blkno;
555         ssize = fsbtodb(fs, fs->fs_frag);
556         for (i = 1; i < len - 1; i++)
557                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != blkno + (i * ssize))
558                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
559 #endif
560         /*
561          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
562          * block, leave space for the indirect block. Indirect blocks
563          * are initially laid out in a position after the last direct
564          * block. Block reallocation would usually destroy locality by
565          * moving the indirect block out of the way to make room for
566          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
567          * this for other indirect block boundaries, but it is only
568          * important for the first one.
569          */
570         if (start_lbn < NDADDR && end_lbn >= NDADDR)
571                 return (ENOSPC);
572         /*
573          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
574          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
575          * the previous cylinder group.
576          */
577         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
578             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
579                 return (ENOSPC);
580         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
581             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
582                 return (ENOSPC);
583         /*
584          * Get the starting offset and block map for the first block.
585          */
586         if (start_lvl == 0) {
587                 sbap = &ip->i_din1->di_db[0];
588                 soff = start_lbn;
589         } else {
590                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
591                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
592                         brelse(sbp);
593                         return (ENOSPC);
594                 }
595                 sbap = (ufs1_daddr_t *)sbp->b_data;
596                 soff = idp->in_off;
597         }
598         /*
599          * If the block range spans two block maps, get the second map.
600          */
601         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
602                 ssize = len;
603         } else {
604 #ifdef INVARIANTS
605                 if (start_lvl > 0 &&
606                     start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
607                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
608 #endif
609                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
610                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &ebp))
611                         goto fail;
612                 ebap = (ufs1_daddr_t *)ebp->b_data;
613         }
614         /*
615          * Find the preferred location for the cluster. If we have not
616          * previously failed at this endeavor, then follow our standard
617          * preference calculation. If we have failed at it, then pick up
618          * where we last ended our search.
619          */
620         UFS_LOCK(ump);
621         if (ip->i_nextclustercg == -1)
622                 pref = ffs_blkpref_ufs1(ip, start_lbn, soff, sbap);
623         else
624                 pref = cgdata(fs, ip->i_nextclustercg);
625         /*
626          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
627          * To avoid wasting too much time, we limit the number of cylinder
628          * groups that we will search.
629          */
630         cg = dtog(fs, pref);
631         for (i = min(maxclustersearch, fs->fs_ncg); i > 0; i--) {
632                 if ((newblk = ffs_clusteralloc(ip, cg, pref, len)) != 0)
633                         break;
634                 cg += 1;
635                 if (cg >= fs->fs_ncg)
636                         cg = 0;
637         }
638         /*
639          * If we have failed in our search, record where we gave up for
640          * next time. Otherwise, fall back to our usual search citerion.
641          */
642         if (newblk == 0) {
643                 ip->i_nextclustercg = cg;
644                 UFS_UNLOCK(ump);
645                 goto fail;
646         }
647         ip->i_nextclustercg = -1;
648         /*
649          * We have found a new contiguous block.
650          *
651          * First we have to replace the old block pointers with the new
652          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
653          * with the file.
654          */
655 #ifdef DEBUG
656         if (prtrealloc)
657                 printf("realloc: ino %ju, lbns %jd-%jd\n\told:",
658                     (uintmax_t)ip->i_number,
659                     (intmax_t)start_lbn, (intmax_t)end_lbn);
660 #endif
661         blkno = newblk;
662         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
663                 if (i == ssize) {
664                         bap = ebap;
665                         soff = -i;
666                 }
667 #ifdef INVARIANTS
668                 if (!ffs_checkblk(ip,
669                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
670                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
671                 if (dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno) != *bap)
672                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
673 #endif
674 #ifdef DEBUG
675                 if (prtrealloc)
676                         printf(" %d,", *bap);
677 #endif
678                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
679                         if (sbap == &ip->i_din1->di_db[0] && i < ssize)
680                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
681                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
682                                     buflist->bs_children[i]);
683                         else
684                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
685                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
686                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
687                 }
688                 *bap++ = blkno;
689         }
690         /*
691          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
692          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
693          * the old block values may have been written to disk. In practise
694          * they are almost never written, but if we are concerned about
695          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
696          *
697          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
698          * that shows whether the associated buffers and inodes have
699          * been written. The flag should be set when the cluster is
700          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
701          * We can then check below to see if it is set, and do the
702          * synchronous write only when it has been cleared.
703          */
704         if (sbap != &ip->i_din1->di_db[0]) {
705                 if (doasyncfree)
706                         bdwrite(sbp);
707                 else
708                         bwrite(sbp);
709         } else {
710                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
711                 if (!doasyncfree)
712                         ffs_update(vp, 1);
713         }
714         if (ssize < len) {
715                 if (doasyncfree)
716                         bdwrite(ebp);
717                 else
718                         bwrite(ebp);
719         }
720         /*
721          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
722          */
723 #ifdef DEBUG
724         if (prtrealloc)
725                 printf("\n\tnew:");
726 #endif
727         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
728                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
729                         ffs_blkfree(ump, fs, ip->i_devvp,
730                             dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno),
731                             fs->fs_bsize, ip->i_number, vp->v_type, NULL);
732                 buflist->bs_children[i]->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
733 #ifdef INVARIANTS
734                 if (!ffs_checkblk(ip,
735                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
736                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
737 #endif
738 #ifdef DEBUG
739                 if (prtrealloc)
740                         printf(" %d,", blkno);
741 #endif
742         }
743 #ifdef DEBUG
744         if (prtrealloc) {
745                 prtrealloc--;
746                 printf("\n");
747         }
748 #endif
749         return (0);
750
751 fail:
752         if (ssize < len)
753                 brelse(ebp);
754         if (sbap != &ip->i_din1->di_db[0])
755                 brelse(sbp);
756         return (ENOSPC);
757 }
758
759 static int
760 ffs_reallocblks_ufs2(ap)
761         struct vop_reallocblks_args /* {
762                 struct vnode *a_vp;
763                 struct cluster_save *a_buflist;
764         } */ *ap;
765 {
766         struct fs *fs;
767         struct inode *ip;
768         struct vnode *vp;
769         struct buf *sbp, *ebp;
770         ufs2_daddr_t *bap, *sbap, *ebap = 0;
771         struct cluster_save *buflist;
772         struct ufsmount *ump;
773         ufs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
774         ufs2_daddr_t soff, newblk, blkno, pref;
775         struct indir start_ap[NIADDR + 1], end_ap[NIADDR + 1], *idp;
776         int i, cg, len, start_lvl, end_lvl, ssize;
777
778         vp = ap->a_vp;
779         ip = VTOI(vp);
780         fs = ip->i_fs;
781         ump = ip->i_ump;
782         /*
783          * If we are not tracking block clusters or if we have less than 4%
784          * free blocks left, then do not attempt to cluster. Running with
785          * less than 5% free block reserve is not recommended and those that
786          * choose to do so do not expect to have good file layout.
787          */
788         if (fs->fs_contigsumsize <= 0 || freespace(fs, 4) < 0)
789                 return (ENOSPC);
790         buflist = ap->a_buflist;
791         len = buflist->bs_nchildren;
792         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
793         end_lbn = start_lbn + len - 1;
794 #ifdef INVARIANTS
795         for (i = 0; i < len; i++)
796                 if (!ffs_checkblk(ip,
797                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
798                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
799         for (i = 1; i < len; i++)
800                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
801                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
802         blkno = buflist->bs_children[0]->b_blkno;
803         ssize = fsbtodb(fs, fs->fs_frag);
804         for (i = 1; i < len - 1; i++)
805                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != blkno + (i * ssize))
806                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
807 #endif
808         /*
809          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
810          * block, do not move anything in it. Indirect blocks are
811          * usually initially laid out in a position between the data
812          * blocks. Block reallocation would usually destroy locality by
813          * moving the indirect block out of the way to make room for
814          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
815          * this for other indirect block boundaries, but it is only
816          * important for the first one.
817          */
818         if (start_lbn < NDADDR && end_lbn >= NDADDR)
819                 return (ENOSPC);
820         /*
821          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
822          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
823          * the previous cylinder group.
824          */
825         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
826             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
827                 return (ENOSPC);
828         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
829             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
830                 return (ENOSPC);
831         /*
832          * Get the starting offset and block map for the first block.
833          */
834         if (start_lvl == 0) {
835                 sbap = &ip->i_din2->di_db[0];
836                 soff = start_lbn;
837         } else {
838                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
839                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
840                         brelse(sbp);
841                         return (ENOSPC);
842                 }
843                 sbap = (ufs2_daddr_t *)sbp->b_data;
844                 soff = idp->in_off;
845         }
846         /*
847          * If the block range spans two block maps, get the second map.
848          */
849         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
850                 ssize = len;
851         } else {
852 #ifdef INVARIANTS
853                 if (start_lvl > 0 &&
854                     start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
855                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
856 #endif
857                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
858                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &ebp))
859                         goto fail;
860                 ebap = (ufs2_daddr_t *)ebp->b_data;
861         }
862         /*
863          * Find the preferred location for the cluster. If we have not
864          * previously failed at this endeavor, then follow our standard
865          * preference calculation. If we have failed at it, then pick up
866          * where we last ended our search.
867          */
868         UFS_LOCK(ump);
869         if (ip->i_nextclustercg == -1)
870                 pref = ffs_blkpref_ufs2(ip, start_lbn, soff, sbap);
871         else
872                 pref = cgdata(fs, ip->i_nextclustercg);
873         /*
874          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
875          * To avoid wasting too much time, we limit the number of cylinder
876          * groups that we will search.
877          */
878         cg = dtog(fs, pref);
879         for (i = min(maxclustersearch, fs->fs_ncg); i > 0; i--) {
880                 if ((newblk = ffs_clusteralloc(ip, cg, pref, len)) != 0)
881                         break;
882                 cg += 1;
883                 if (cg >= fs->fs_ncg)
884                         cg = 0;
885         }
886         /*
887          * If we have failed in our search, record where we gave up for
888          * next time. Otherwise, fall back to our usual search citerion.
889          */
890         if (newblk == 0) {
891                 ip->i_nextclustercg = cg;
892                 UFS_UNLOCK(ump);
893                 goto fail;
894         }
895         ip->i_nextclustercg = -1;
896         /*
897          * We have found a new contiguous block.
898          *
899          * First we have to replace the old block pointers with the new
900          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
901          * with the file.
902          */
903 #ifdef DEBUG
904         if (prtrealloc)
905                 printf("realloc: ino %ju, lbns %jd-%jd\n\told:", (uintmax_t)ip->i_number,
906                     (intmax_t)start_lbn, (intmax_t)end_lbn);
907 #endif
908         blkno = newblk;
909         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
910                 if (i == ssize) {
911                         bap = ebap;
912                         soff = -i;
913                 }
914 #ifdef INVARIANTS
915                 if (!ffs_checkblk(ip,
916                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
917                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
918                 if (dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno) != *bap)
919                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
920 #endif
921 #ifdef DEBUG
922                 if (prtrealloc)
923                         printf(" %jd,", (intmax_t)*bap);
924 #endif
925                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
926                         if (sbap == &ip->i_din2->di_db[0] && i < ssize)
927                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
928                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
929                                     buflist->bs_children[i]);
930                         else
931                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
932                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
933                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
934                 }
935                 *bap++ = blkno;
936         }
937         /*
938          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
939          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
940          * the old block values may have been written to disk. In practise
941          * they are almost never written, but if we are concerned about
942          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
943          *
944          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
945          * that shows whether the associated buffers and inodes have
946          * been written. The flag should be set when the cluster is
947          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
948          * We can then check below to see if it is set, and do the
949          * synchronous write only when it has been cleared.
950          */
951         if (sbap != &ip->i_din2->di_db[0]) {
952                 if (doasyncfree)
953                         bdwrite(sbp);
954                 else
955                         bwrite(sbp);
956         } else {
957                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
958                 if (!doasyncfree)
959                         ffs_update(vp, 1);
960         }
961         if (ssize < len) {
962                 if (doasyncfree)
963                         bdwrite(ebp);
964                 else
965                         bwrite(ebp);
966         }
967         /*
968          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
969          */
970 #ifdef DEBUG
971         if (prtrealloc)
972                 printf("\n\tnew:");
973 #endif
974         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
975                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
976                         ffs_blkfree(ump, fs, ip->i_devvp,
977                             dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno),
978                             fs->fs_bsize, ip->i_number, vp->v_type, NULL);
979                 buflist->bs_children[i]->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
980 #ifdef INVARIANTS
981                 if (!ffs_checkblk(ip,
982                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
983                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
984 #endif
985 #ifdef DEBUG
986                 if (prtrealloc)
987                         printf(" %jd,", (intmax_t)blkno);
988 #endif
989         }
990 #ifdef DEBUG
991         if (prtrealloc) {
992                 prtrealloc--;
993                 printf("\n");
994         }
995 #endif
996         return (0);
997
998 fail:
999         if (ssize < len)
1000                 brelse(ebp);
1001         if (sbap != &ip->i_din2->di_db[0])
1002                 brelse(sbp);
1003         return (ENOSPC);
1004 }
1005
1006 /*
1007  * Allocate an inode in the filesystem.
1008  *
1009  * If allocating a directory, use ffs_dirpref to select the inode.
1010  * If allocating in a directory, the following hierarchy is followed:
1011  *   1) allocate the preferred inode.
1012  *   2) allocate an inode in the same cylinder group.
1013  *   3) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
1014  *      available inode is located.
1015  * If no inode preference is given the following hierarchy is used
1016  * to allocate an inode:
1017  *   1) allocate an inode in cylinder group 0.
1018  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
1019  *      available inode is located.
1020  */
1021 int
1022 ffs_valloc(pvp, mode, cred, vpp)
1023         struct vnode *pvp;
1024         int mode;
1025         struct ucred *cred;
1026         struct vnode **vpp;
1027 {
1028         struct inode *pip;
1029         struct fs *fs;
1030         struct inode *ip;
1031         struct timespec ts;
1032         struct ufsmount *ump;
1033         ino_t ino, ipref;
1034         u_int cg;
1035         int error, error1, reclaimed;
1036         static struct timeval lastfail;
1037         static int curfail;
1038
1039         *vpp = NULL;
1040         pip = VTOI(pvp);
1041         fs = pip->i_fs;
1042         ump = pip->i_ump;
1043
1044         UFS_LOCK(ump);
1045         reclaimed = 0;
1046 retry:
1047         if (fs->fs_cstotal.cs_nifree == 0)
1048                 goto noinodes;
1049
1050         if ((mode & IFMT) == IFDIR)
1051                 ipref = ffs_dirpref(pip);
1052         else
1053                 ipref = pip->i_number;
1054         if (ipref >= fs->fs_ncg * fs->fs_ipg)
1055                 ipref = 0;
1056         cg = ino_to_cg(fs, ipref);
1057         /*
1058          * Track number of dirs created one after another
1059          * in a same cg without intervening by files.
1060          */
1061         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1062                 if (fs->fs_contigdirs[cg] < 255)
1063                         fs->fs_contigdirs[cg]++;
1064         } else {
1065                 if (fs->fs_contigdirs[cg] > 0)
1066                         fs->fs_contigdirs[cg]--;
1067         }
1068         ino = (ino_t)ffs_hashalloc(pip, cg, ipref, mode, 0,
1069                                         (allocfcn_t *)ffs_nodealloccg);
1070         if (ino == 0)
1071                 goto noinodes;
1072         error = ffs_vget(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp);
1073         if (error) {
1074                 error1 = ffs_vgetf(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp,
1075                     FFSV_FORCEINSMQ);
1076                 ffs_vfree(pvp, ino, mode);
1077                 if (error1 == 0) {
1078                         ip = VTOI(*vpp);
1079                         if (ip->i_mode)
1080                                 goto dup_alloc;
1081                         ip->i_flag |= IN_MODIFIED;
1082                         vput(*vpp);
1083                 }
1084                 return (error);
1085         }
1086         ip = VTOI(*vpp);
1087         if (ip->i_mode) {
1088 dup_alloc:
1089                 printf("mode = 0%o, inum = %ju, fs = %s\n",
1090                     ip->i_mode, (uintmax_t)ip->i_number, fs->fs_fsmnt);
1091                 panic("ffs_valloc: dup alloc");
1092         }
1093         if (DIP(ip, i_blocks) && (fs->fs_flags & FS_UNCLEAN) == 0) {  /* XXX */
1094                 printf("free inode %s/%lu had %ld blocks\n",
1095                     fs->fs_fsmnt, (u_long)ino, (long)DIP(ip, i_blocks));
1096                 DIP_SET(ip, i_blocks, 0);
1097         }
1098         ip->i_flags = 0;
1099         DIP_SET(ip, i_flags, 0);
1100         /*
1101          * Set up a new generation number for this inode.
1102          */
1103         if (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
1104                 ip->i_gen = arc4random() / 2 + 1;
1105         DIP_SET(ip, i_gen, ip->i_gen);
1106         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC) {
1107                 vfs_timestamp(&ts);
1108                 ip->i_din2->di_birthtime = ts.tv_sec;
1109                 ip->i_din2->di_birthnsec = ts.tv_nsec;
1110         }
1111         ufs_prepare_reclaim(*vpp);
1112         ip->i_flag = 0;
1113         (*vpp)->v_vflag = 0;
1114         (*vpp)->v_type = VNON;
1115         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC)
1116                 (*vpp)->v_op = &ffs_vnodeops2;
1117         else
1118                 (*vpp)->v_op = &ffs_vnodeops1;
1119         return (0);
1120 noinodes:
1121         if (reclaimed == 0) {
1122                 reclaimed = 1;
1123                 softdep_request_cleanup(fs, pvp, cred, FLUSH_INODES_WAIT);
1124                 goto retry;
1125         }
1126         UFS_UNLOCK(ump);
1127         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
1128                 ffs_fserr(fs, pip->i_number, "out of inodes");
1129                 uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n",
1130                     fs->fs_fsmnt);
1131         }
1132         return (ENOSPC);
1133 }
1134
1135 /*
1136  * Find a cylinder group to place a directory.
1137  *
1138  * The policy implemented by this algorithm is to allocate a
1139  * directory inode in the same cylinder group as its parent
1140  * directory, but also to reserve space for its files inodes
1141  * and data. Restrict the number of directories which may be
1142  * allocated one after another in the same cylinder group
1143  * without intervening allocation of files.
1144  *
1145  * If we allocate a first level directory then force allocation
1146  * in another cylinder group.
1147  */
1148 static ino_t
1149 ffs_dirpref(pip)
1150         struct inode *pip;
1151 {
1152         struct fs *fs;
1153         int cg, prefcg, dirsize, cgsize;
1154         u_int avgifree, avgbfree, avgndir, curdirsize;
1155         u_int minifree, minbfree, maxndir;
1156         u_int mincg, minndir;
1157         u_int maxcontigdirs;
1158
1159         mtx_assert(UFS_MTX(pip->i_ump), MA_OWNED);
1160         fs = pip->i_fs;
1161
1162         avgifree = fs->fs_cstotal.cs_nifree / fs->fs_ncg;
1163         avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1164         avgndir = fs->fs_cstotal.cs_ndir / fs->fs_ncg;
1165
1166         /*
1167          * Force allocation in another cg if creating a first level dir.
1168          */
1169         ASSERT_VOP_LOCKED(ITOV(pip), "ffs_dirpref");
1170         if (ITOV(pip)->v_vflag & VV_ROOT) {
1171                 prefcg = arc4random() % fs->fs_ncg;
1172                 mincg = prefcg;
1173                 minndir = fs->fs_ipg;
1174                 for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1175                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
1176                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree &&
1177                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1178                                 mincg = cg;
1179                                 minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
1180                         }
1181                 for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1182                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
1183                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree &&
1184                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1185                                 mincg = cg;
1186                                 minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
1187                         }
1188                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * mincg));
1189         }
1190
1191         /*
1192          * Count various limits which used for
1193          * optimal allocation of a directory inode.
1194          */
1195         maxndir = min(avgndir + fs->fs_ipg / 16, fs->fs_ipg);
1196         minifree = avgifree - avgifree / 4;
1197         if (minifree < 1)
1198                 minifree = 1;
1199         minbfree = avgbfree - avgbfree / 4;
1200         if (minbfree < 1)
1201                 minbfree = 1;
1202         cgsize = fs->fs_fsize * fs->fs_fpg;
1203         dirsize = fs->fs_avgfilesize * fs->fs_avgfpdir;
1204         curdirsize = avgndir ? (cgsize - avgbfree * fs->fs_bsize) / avgndir : 0;
1205         if (dirsize < curdirsize)
1206                 dirsize = curdirsize;
1207         if (dirsize <= 0)
1208                 maxcontigdirs = 0;              /* dirsize overflowed */
1209         else
1210                 maxcontigdirs = min((avgbfree * fs->fs_bsize) / dirsize, 255);
1211         if (fs->fs_avgfpdir > 0)
1212                 maxcontigdirs = min(maxcontigdirs,
1213                                     fs->fs_ipg / fs->fs_avgfpdir);
1214         if (maxcontigdirs == 0)
1215                 maxcontigdirs = 1;
1216
1217         /*
1218          * Limit number of dirs in one cg and reserve space for 
1219          * regular files, but only if we have no deficit in
1220          * inodes or space.
1221          *
1222          * We are trying to find a suitable cylinder group nearby
1223          * our preferred cylinder group to place a new directory.
1224          * We scan from our preferred cylinder group forward looking
1225          * for a cylinder group that meets our criterion. If we get
1226          * to the final cylinder group and do not find anything,
1227          * we start scanning forwards from the beginning of the
1228          * filesystem. While it might seem sensible to start scanning
1229          * backwards or even to alternate looking forward and backward,
1230          * this approach fails badly when the filesystem is nearly full.
1231          * Specifically, we first search all the areas that have no space
1232          * and finally try the one preceeding that. We repeat this on
1233          * every request and in the case of the final block end up
1234          * searching the entire filesystem. By jumping to the front
1235          * of the filesystem, our future forward searches always look
1236          * in new cylinder groups so finds every possible block after
1237          * one pass over the filesystem.
1238          */
1239         prefcg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
1240         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1241                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
1242                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
1243                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
1244                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
1245                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1246                 }
1247         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1248                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
1249                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
1250                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
1251                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
1252                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1253                 }
1254         /*
1255          * This is a backstop when we have deficit in space.
1256          */
1257         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1258                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
1259                         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1260         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1261                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
1262                         break;
1263         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1264 }
1265
1266 /*
1267  * Select the desired position for the next block in a file.  The file is
1268  * logically divided into sections. The first section is composed of the
1269  * direct blocks and the next fs_maxbpg blocks. Each additional section
1270  * contains fs_maxbpg blocks.
1271  *
1272  * If no blocks have been allocated in the first section, the policy is to
1273  * request a block in the same cylinder group as the inode that describes
1274  * the file. The first indirect is allocated immediately following the last
1275  * direct block and the data blocks for the first indirect immediately
1276  * follow it.
1277  *
1278  * If no blocks have been allocated in any other section, the indirect 
1279  * block(s) are allocated in the same cylinder group as its inode in an
1280  * area reserved immediately following the inode blocks. The policy for
1281  * the data blocks is to place them in a cylinder group with a greater than
1282  * average number of free blocks. An appropriate cylinder group is found
1283  * by using a rotor that sweeps the cylinder groups. When a new group of
1284  * blocks is needed, the sweep begins in the cylinder group following the
1285  * cylinder group from which the previous allocation was made. The sweep
1286  * continues until a cylinder group with greater than the average number
1287  * of free blocks is found. If the allocation is for the first block in an
1288  * indirect block or the previous block is a hole, then the information on
1289  * the previous allocation is unavailable; here a best guess is made based
1290  * on the logical block number being allocated.
1291  *
1292  * If a section is already partially allocated, the policy is to
1293  * allocate blocks contiguously within the section if possible.
1294  */
1295 ufs2_daddr_t
1296 ffs_blkpref_ufs1(ip, lbn, indx, bap)
1297         struct inode *ip;
1298         ufs_lbn_t lbn;
1299         int indx;
1300         ufs1_daddr_t *bap;
1301 {
1302         struct fs *fs;
1303         u_int cg, inocg;
1304         u_int avgbfree, startcg;
1305         ufs2_daddr_t pref;
1306
1307         KASSERT(indx <= 0 || bap != NULL, ("need non-NULL bap"));
1308         mtx_assert(UFS_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
1309         fs = ip->i_fs;
1310         /*
1311          * Allocation of indirect blocks is indicated by passing negative
1312          * values in indx: -1 for single indirect, -2 for double indirect,
1313          * -3 for triple indirect. As noted below, we attempt to allocate
1314          * the first indirect inline with the file data. For all later
1315          * indirect blocks, the data is often allocated in other cylinder
1316          * groups. However to speed random file access and to speed up
1317          * fsck, the filesystem reserves the first fs_metaspace blocks
1318          * (typically half of fs_minfree) of the data area of each cylinder
1319          * group to hold these later indirect blocks.
1320          */
1321         inocg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
1322         if (indx < 0) {
1323                 /*
1324                  * Our preference for indirect blocks is the zone at the
1325                  * beginning of the inode's cylinder group data area that
1326                  * we try to reserve for indirect blocks.
1327                  */
1328                 pref = cgmeta(fs, inocg);
1329                 /*
1330                  * If we are allocating the first indirect block, try to
1331                  * place it immediately following the last direct block.
1332                  */
1333                 if (indx == -1 && lbn < NDADDR + NINDIR(fs) &&
1334                     ip->i_din1->di_db[NDADDR - 1] != 0)
1335                         pref = ip->i_din1->di_db[NDADDR - 1] + fs->fs_frag;
1336                 return (pref);
1337         }
1338         /*
1339          * If we are allocating the first data block in the first indirect
1340          * block and the indirect has been allocated in the data block area,
1341          * try to place it immediately following the indirect block.
1342          */
1343         if (lbn == NDADDR) {
1344                 pref = ip->i_din1->di_ib[0];
1345                 if (pref != 0 && pref >= cgdata(fs, inocg) &&
1346                     pref < cgbase(fs, inocg + 1))
1347                         return (pref + fs->fs_frag);
1348         }
1349         /*
1350          * If we are at the beginning of a file, or we have already allocated
1351          * the maximum number of blocks per cylinder group, or we do not
1352          * have a block allocated immediately preceeding us, then we need
1353          * to decide where to start allocating new blocks.
1354          */
1355         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || bap[indx - 1] == 0) {
1356                 /*
1357                  * If we are allocating a directory data block, we want
1358                  * to place it in the metadata area.
1359                  */
1360                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR)
1361                         return (cgmeta(fs, inocg));
1362                 /*
1363                  * Until we fill all the direct and all the first indirect's
1364                  * blocks, we try to allocate in the data area of the inode's
1365                  * cylinder group.
1366                  */
1367                 if (lbn < NDADDR + NINDIR(fs))
1368                         return (cgdata(fs, inocg));
1369                 /*
1370                  * Find a cylinder with greater than average number of
1371                  * unused data blocks.
1372                  */
1373                 if (indx == 0 || bap[indx - 1] == 0)
1374                         startcg = inocg + lbn / fs->fs_maxbpg;
1375                 else
1376                         startcg = dtog(fs, bap[indx - 1]) + 1;
1377                 startcg %= fs->fs_ncg;
1378                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1379                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1380                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1381                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1382                                 return (cgdata(fs, cg));
1383                         }
1384                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
1385                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1386                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1387                                 return (cgdata(fs, cg));
1388                         }
1389                 return (0);
1390         }
1391         /*
1392          * Otherwise, we just always try to lay things out contiguously.
1393          */
1394         return (bap[indx - 1] + fs->fs_frag);
1395 }
1396
1397 /*
1398  * Same as above, but for UFS2
1399  */
1400 ufs2_daddr_t
1401 ffs_blkpref_ufs2(ip, lbn, indx, bap)
1402         struct inode *ip;
1403         ufs_lbn_t lbn;
1404         int indx;
1405         ufs2_daddr_t *bap;
1406 {
1407         struct fs *fs;
1408         u_int cg, inocg;
1409         u_int avgbfree, startcg;
1410         ufs2_daddr_t pref;
1411
1412         KASSERT(indx <= 0 || bap != NULL, ("need non-NULL bap"));
1413         mtx_assert(UFS_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
1414         fs = ip->i_fs;
1415         /*
1416          * Allocation of indirect blocks is indicated by passing negative
1417          * values in indx: -1 for single indirect, -2 for double indirect,
1418          * -3 for triple indirect. As noted below, we attempt to allocate
1419          * the first indirect inline with the file data. For all later
1420          * indirect blocks, the data is often allocated in other cylinder
1421          * groups. However to speed random file access and to speed up
1422          * fsck, the filesystem reserves the first fs_metaspace blocks
1423          * (typically half of fs_minfree) of the data area of each cylinder
1424          * group to hold these later indirect blocks.
1425          */
1426         inocg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
1427         if (indx < 0) {
1428                 /*
1429                  * Our preference for indirect blocks is the zone at the
1430                  * beginning of the inode's cylinder group data area that
1431                  * we try to reserve for indirect blocks.
1432                  */
1433                 pref = cgmeta(fs, inocg);
1434                 /*
1435                  * If we are allocating the first indirect block, try to
1436                  * place it immediately following the last direct block.
1437                  */
1438                 if (indx == -1 && lbn < NDADDR + NINDIR(fs) &&
1439                     ip->i_din2->di_db[NDADDR - 1] != 0)
1440                         pref = ip->i_din2->di_db[NDADDR - 1] + fs->fs_frag;
1441                 return (pref);
1442         }
1443         /*
1444          * If we are allocating the first data block in the first indirect
1445          * block and the indirect has been allocated in the data block area,
1446          * try to place it immediately following the indirect block.
1447          */
1448         if (lbn == NDADDR) {
1449                 pref = ip->i_din2->di_ib[0];
1450                 if (pref != 0 && pref >= cgdata(fs, inocg) &&
1451                     pref < cgbase(fs, inocg + 1))
1452                         return (pref + fs->fs_frag);
1453         }
1454         /*
1455          * If we are at the beginning of a file, or we have already allocated
1456          * the maximum number of blocks per cylinder group, or we do not
1457          * have a block allocated immediately preceeding us, then we need
1458          * to decide where to start allocating new blocks.
1459          */
1460         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || bap[indx - 1] == 0) {
1461                 /*
1462                  * If we are allocating a directory data block, we want
1463                  * to place it in the metadata area.
1464                  */
1465                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR)
1466                         return (cgmeta(fs, inocg));
1467                 /*
1468                  * Until we fill all the direct and all the first indirect's
1469                  * blocks, we try to allocate in the data area of the inode's
1470                  * cylinder group.
1471                  */
1472                 if (lbn < NDADDR + NINDIR(fs))
1473                         return (cgdata(fs, inocg));
1474                 /*
1475                  * Find a cylinder with greater than average number of
1476                  * unused data blocks.
1477                  */
1478                 if (indx == 0 || bap[indx - 1] == 0)
1479                         startcg = inocg + lbn / fs->fs_maxbpg;
1480                 else
1481                         startcg = dtog(fs, bap[indx - 1]) + 1;
1482                 startcg %= fs->fs_ncg;
1483                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1484                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1485                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1486                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1487                                 return (cgdata(fs, cg));
1488                         }
1489                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
1490                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1491                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1492                                 return (cgdata(fs, cg));
1493                         }
1494                 return (0);
1495         }
1496         /*
1497          * Otherwise, we just always try to lay things out contiguously.
1498          */
1499         return (bap[indx - 1] + fs->fs_frag);
1500 }
1501
1502 /*
1503  * Implement the cylinder overflow algorithm.
1504  *
1505  * The policy implemented by this algorithm is:
1506  *   1) allocate the block in its requested cylinder group.
1507  *   2) quadradically rehash on the cylinder group number.
1508  *   3) brute force search for a free block.
1509  *
1510  * Must be called with the UFS lock held.  Will release the lock on success
1511  * and return with it held on failure.
1512  */
1513 /*VARARGS5*/
1514 static ufs2_daddr_t
1515 ffs_hashalloc(ip, cg, pref, size, rsize, allocator)
1516         struct inode *ip;
1517         u_int cg;
1518         ufs2_daddr_t pref;
1519         int size;       /* Search size for data blocks, mode for inodes */
1520         int rsize;      /* Real allocated size. */
1521         allocfcn_t *allocator;
1522 {
1523         struct fs *fs;
1524         ufs2_daddr_t result;
1525         u_int i, icg = cg;
1526
1527         mtx_assert(UFS_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
1528 #ifdef INVARIANTS
1529         if (ITOV(ip)->v_mount->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPENDED)
1530                 panic("ffs_hashalloc: allocation on suspended filesystem");
1531 #endif
1532         fs = ip->i_fs;
1533         /*
1534          * 1: preferred cylinder group
1535          */
1536         result = (*allocator)(ip, cg, pref, size, rsize);
1537         if (result)
1538                 return (result);
1539         /*
1540          * 2: quadratic rehash
1541          */
1542         for (i = 1; i < fs->fs_ncg; i *= 2) {
1543                 cg += i;
1544                 if (cg >= fs->fs_ncg)
1545                         cg -= fs->fs_ncg;
1546                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size, rsize);
1547                 if (result)
1548                         return (result);
1549         }
1550         /*
1551          * 3: brute force search
1552          * Note that we start at i == 2, since 0 was checked initially,
1553          * and 1 is always checked in the quadratic rehash.
1554          */
1555         cg = (icg + 2) % fs->fs_ncg;
1556         for (i = 2; i < fs->fs_ncg; i++) {
1557                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size, rsize);
1558                 if (result)
1559                         return (result);
1560                 cg++;
1561                 if (cg == fs->fs_ncg)
1562                         cg = 0;
1563         }
1564         return (0);
1565 }
1566
1567 /*
1568  * Determine whether a fragment can be extended.
1569  *
1570  * Check to see if the necessary fragments are available, and
1571  * if they are, allocate them.
1572  */
1573 static ufs2_daddr_t
1574 ffs_fragextend(ip, cg, bprev, osize, nsize)
1575         struct inode *ip;
1576         u_int cg;
1577         ufs2_daddr_t bprev;
1578         int osize, nsize;
1579 {
1580         struct fs *fs;
1581         struct cg *cgp;
1582         struct buf *bp;
1583         struct ufsmount *ump;
1584         int nffree;
1585         long bno;
1586         int frags, bbase;
1587         int i, error;
1588         u_int8_t *blksfree;
1589
1590         ump = ip->i_ump;
1591         fs = ip->i_fs;
1592         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree < numfrags(fs, nsize - osize))
1593                 return (0);
1594         frags = numfrags(fs, nsize);
1595         bbase = fragnum(fs, bprev);
1596         if (bbase > fragnum(fs, (bprev + frags - 1))) {
1597                 /* cannot extend across a block boundary */
1598                 return (0);
1599         }
1600         UFS_UNLOCK(ump);
1601         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
1602                 (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
1603         if (error)
1604                 goto fail;
1605         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1606         if (!cg_chkmagic(cgp))
1607                 goto fail;
1608         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
1609         cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
1610         bno = dtogd(fs, bprev);
1611         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1612         for (i = numfrags(fs, osize); i < frags; i++)
1613                 if (isclr(blksfree, bno + i))
1614                         goto fail;
1615         /*
1616          * the current fragment can be extended
1617          * deduct the count on fragment being extended into
1618          * increase the count on the remaining fragment (if any)
1619          * allocate the extended piece
1620          */
1621         for (i = frags; i < fs->fs_frag - bbase; i++)
1622                 if (isclr(blksfree, bno + i))
1623                         break;
1624         cgp->cg_frsum[i - numfrags(fs, osize)]--;
1625         if (i != frags)
1626                 cgp->cg_frsum[i - frags]++;
1627         for (i = numfrags(fs, osize), nffree = 0; i < frags; i++) {
1628                 clrbit(blksfree, bno + i);
1629                 cgp->cg_cs.cs_nffree--;
1630                 nffree++;
1631         }
1632         UFS_LOCK(ump);
1633         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= nffree;
1634         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= nffree;
1635         fs->fs_fmod = 1;
1636         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1637         UFS_UNLOCK(ump);
1638         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1639                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), bprev,
1640                     frags, numfrags(fs, osize));
1641         bdwrite(bp);
1642         return (bprev);
1643
1644 fail:
1645         brelse(bp);
1646         UFS_LOCK(ump);
1647         return (0);
1648
1649 }
1650
1651 /*
1652  * Determine whether a block can be allocated.
1653  *
1654  * Check to see if a block of the appropriate size is available,
1655  * and if it is, allocate it.
1656  */
1657 static ufs2_daddr_t
1658 ffs_alloccg(ip, cg, bpref, size, rsize)
1659         struct inode *ip;
1660         u_int cg;
1661         ufs2_daddr_t bpref;
1662         int size;
1663         int rsize;
1664 {
1665         struct fs *fs;
1666         struct cg *cgp;
1667         struct buf *bp;
1668         struct ufsmount *ump;
1669         ufs1_daddr_t bno;
1670         ufs2_daddr_t blkno;
1671         int i, allocsiz, error, frags;
1672         u_int8_t *blksfree;
1673
1674         ump = ip->i_ump;
1675         fs = ip->i_fs;
1676         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize)
1677                 return (0);
1678         UFS_UNLOCK(ump);
1679         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
1680                 (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
1681         if (error)
1682                 goto fail;
1683         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1684         if (!cg_chkmagic(cgp) ||
1685             (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize))
1686                 goto fail;
1687         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
1688         cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
1689         if (size == fs->fs_bsize) {
1690                 UFS_LOCK(ump);
1691                 blkno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, rsize);
1692                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
1693                 UFS_UNLOCK(ump);
1694                 bdwrite(bp);
1695                 return (blkno);
1696         }
1697         /*
1698          * check to see if any fragments are already available
1699          * allocsiz is the size which will be allocated, hacking
1700          * it down to a smaller size if necessary
1701          */
1702         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1703         frags = numfrags(fs, size);
1704         for (allocsiz = frags; allocsiz < fs->fs_frag; allocsiz++)
1705                 if (cgp->cg_frsum[allocsiz] != 0)
1706                         break;
1707         if (allocsiz == fs->fs_frag) {
1708                 /*
1709                  * no fragments were available, so a block will be
1710                  * allocated, and hacked up
1711                  */
1712                 if (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0)
1713                         goto fail;
1714                 UFS_LOCK(ump);
1715                 blkno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, rsize);
1716                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
1717                 UFS_UNLOCK(ump);
1718                 bdwrite(bp);
1719                 return (blkno);
1720         }
1721         KASSERT(size == rsize,
1722             ("ffs_alloccg: size(%d) != rsize(%d)", size, rsize));
1723         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz);
1724         if (bno < 0)
1725                 goto fail;
1726         for (i = 0; i < frags; i++)
1727                 clrbit(blksfree, bno + i);
1728         cgp->cg_cs.cs_nffree -= frags;
1729         cgp->cg_frsum[allocsiz]--;
1730         if (frags != allocsiz)
1731                 cgp->cg_frsum[allocsiz - frags]++;
1732         UFS_LOCK(ump);
1733         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= frags;
1734         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= frags;
1735         fs->fs_fmod = 1;
1736         blkno = cgbase(fs, cg) + bno;
1737         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1738         UFS_UNLOCK(ump);
1739         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1740                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), blkno, frags, 0);
1741         bdwrite(bp);
1742         return (blkno);
1743
1744 fail:
1745         brelse(bp);
1746         UFS_LOCK(ump);
1747         return (0);
1748 }
1749
1750 /*
1751  * Allocate a block in a cylinder group.
1752  *
1753  * This algorithm implements the following policy:
1754  *   1) allocate the requested block.
1755  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
1756  *   3) allocate the next available block on the block rotor for the
1757  *      specified cylinder group.
1758  * Note that this routine only allocates fs_bsize blocks; these
1759  * blocks may be fragmented by the routine that allocates them.
1760  */
1761 static ufs2_daddr_t
1762 ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, size)
1763         struct inode *ip;
1764         struct buf *bp;
1765         ufs2_daddr_t bpref;
1766         int size;
1767 {
1768         struct fs *fs;
1769         struct cg *cgp;
1770         struct ufsmount *ump;
1771         ufs1_daddr_t bno;
1772         ufs2_daddr_t blkno;
1773         u_int8_t *blksfree;
1774         int i, cgbpref;
1775
1776         fs = ip->i_fs;
1777         ump = ip->i_ump;
1778         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
1779         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1780         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1781         if (bpref == 0) {
1782                 bpref = cgbase(fs, cgp->cg_cgx) + cgp->cg_rotor + fs->fs_frag;
1783         } else if ((cgbpref = dtog(fs, bpref)) != cgp->cg_cgx) {
1784                 /* map bpref to correct zone in this cg */
1785                 if (bpref < cgdata(fs, cgbpref))
1786                         bpref = cgmeta(fs, cgp->cg_cgx);
1787                 else
1788                         bpref = cgdata(fs, cgp->cg_cgx);
1789         }
1790         /*
1791          * if the requested block is available, use it
1792          */
1793         bno = dtogd(fs, blknum(fs, bpref));
1794         if (ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, bno)))
1795                 goto gotit;
1796         /*
1797          * Take the next available block in this cylinder group.
1798          */
1799         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, (int)fs->fs_frag);
1800         if (bno < 0)
1801                 return (0);
1802         /* Update cg_rotor only if allocated from the data zone */
1803         if (bno >= dtogd(fs, cgdata(fs, cgp->cg_cgx)))
1804                 cgp->cg_rotor = bno;
1805 gotit:
1806         blkno = fragstoblks(fs, bno);
1807         ffs_clrblock(fs, blksfree, (long)blkno);
1808         ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, -1);
1809         cgp->cg_cs.cs_nbfree--;
1810         fs->fs_cstotal.cs_nbfree--;
1811         fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nbfree--;
1812         fs->fs_fmod = 1;
1813         blkno = cgbase(fs, cgp->cg_cgx) + bno;
1814         /*
1815          * If the caller didn't want the whole block free the frags here.
1816          */
1817         size = numfrags(fs, size);
1818         if (size != fs->fs_frag) {
1819                 bno = dtogd(fs, blkno);
1820                 for (i = size; i < fs->fs_frag; i++)
1821                         setbit(blksfree, bno + i);
1822                 i = fs->fs_frag - size;
1823                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
1824                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
1825                 fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nffree += i;
1826                 fs->fs_fmod = 1;
1827                 cgp->cg_frsum[i]++;
1828         }
1829         /* XXX Fixme. */
1830         UFS_UNLOCK(ump);
1831         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1832                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), blkno,
1833                     size, 0);
1834         UFS_LOCK(ump);
1835         return (blkno);
1836 }
1837
1838 /*
1839  * Determine whether a cluster can be allocated.
1840  *
1841  * We do not currently check for optimal rotational layout if there
1842  * are multiple choices in the same cylinder group. Instead we just
1843  * take the first one that we find following bpref.
1844  */
1845 static ufs2_daddr_t
1846 ffs_clusteralloc(ip, cg, bpref, len)
1847         struct inode *ip;
1848         u_int cg;
1849         ufs2_daddr_t bpref;
1850         int len;
1851 {
1852         struct fs *fs;
1853         struct cg *cgp;
1854         struct buf *bp;
1855         struct ufsmount *ump;
1856         int i, run, bit, map, got;
1857         ufs2_daddr_t bno;
1858         u_char *mapp;
1859         int32_t *lp;
1860         u_int8_t *blksfree;
1861
1862         fs = ip->i_fs;
1863         ump = ip->i_ump;
1864         if (fs->fs_maxcluster[cg] < len)
1865                 return (0);
1866         UFS_UNLOCK(ump);
1867         if (bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)), (int)fs->fs_cgsize,
1868             NOCRED, &bp))
1869                 goto fail_lock;
1870         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1871         if (!cg_chkmagic(cgp))
1872                 goto fail_lock;
1873         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
1874         /*
1875          * Check to see if a cluster of the needed size (or bigger) is
1876          * available in this cylinder group.
1877          */
1878         lp = &cg_clustersum(cgp)[len];
1879         for (i = len; i <= fs->fs_contigsumsize; i++)
1880                 if (*lp++ > 0)
1881                         break;
1882         if (i > fs->fs_contigsumsize) {
1883                 /*
1884                  * This is the first time looking for a cluster in this
1885                  * cylinder group. Update the cluster summary information
1886                  * to reflect the true maximum sized cluster so that
1887                  * future cluster allocation requests can avoid reading
1888                  * the cylinder group map only to find no clusters.
1889                  */
1890                 lp = &cg_clustersum(cgp)[len - 1];
1891                 for (i = len - 1; i > 0; i--)
1892                         if (*lp-- > 0)
1893                                 break;
1894                 UFS_LOCK(ump);
1895                 fs->fs_maxcluster[cg] = i;
1896                 goto fail;
1897         }
1898         /*
1899          * Search the cluster map to find a big enough cluster.
1900          * We take the first one that we find, even if it is larger
1901          * than we need as we prefer to get one close to the previous
1902          * block allocation. We do not search before the current
1903          * preference point as we do not want to allocate a block
1904          * that is allocated before the previous one (as we will
1905          * then have to wait for another pass of the elevator
1906          * algorithm before it will be read). We prefer to fail and
1907          * be recalled to try an allocation in the next cylinder group.
1908          */
1909         if (dtog(fs, bpref) != cg)
1910                 bpref = cgdata(fs, cg);
1911         else
1912                 bpref = blknum(fs, bpref);
1913         bpref = fragstoblks(fs, dtogd(fs, bpref));
1914         mapp = &cg_clustersfree(cgp)[bpref / NBBY];
1915         map = *mapp++;
1916         bit = 1 << (bpref % NBBY);
1917         for (run = 0, got = bpref; got < cgp->cg_nclusterblks; got++) {
1918                 if ((map & bit) == 0) {
1919                         run = 0;
1920                 } else {
1921                         run++;
1922                         if (run == len)
1923                                 break;
1924                 }
1925                 if ((got & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1)) {
1926                         bit <<= 1;
1927                 } else {
1928                         map = *mapp++;
1929                         bit = 1;
1930                 }
1931         }
1932         if (got >= cgp->cg_nclusterblks)
1933                 goto fail_lock;
1934         /*
1935          * Allocate the cluster that we have found.
1936          */
1937         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1938         for (i = 1; i <= len; i++)
1939                 if (!ffs_isblock(fs, blksfree, got - run + i))
1940                         panic("ffs_clusteralloc: map mismatch");
1941         bno = cgbase(fs, cg) + blkstofrags(fs, got - run + 1);
1942         if (dtog(fs, bno) != cg)
1943                 panic("ffs_clusteralloc: allocated out of group");
1944         len = blkstofrags(fs, len);
1945         UFS_LOCK(ump);
1946         for (i = 0; i < len; i += fs->fs_frag)
1947                 if (ffs_alloccgblk(ip, bp, bno + i, fs->fs_bsize) != bno + i)
1948                         panic("ffs_clusteralloc: lost block");
1949         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1950         UFS_UNLOCK(ump);
1951         bdwrite(bp);
1952         return (bno);
1953
1954 fail_lock:
1955         UFS_LOCK(ump);
1956 fail:
1957         brelse(bp);
1958         return (0);
1959 }
1960
1961 static inline struct buf *
1962 getinobuf(struct inode *ip, u_int cg, u_int32_t cginoblk, int gbflags)
1963 {
1964         struct fs *fs;
1965
1966         fs = ip->i_fs;
1967         return (getblk(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, ino_to_fsba(fs,
1968             cg * fs->fs_ipg + cginoblk)), (int)fs->fs_bsize, 0, 0,
1969             gbflags));
1970 }
1971
1972 /*
1973  * Determine whether an inode can be allocated.
1974  *
1975  * Check to see if an inode is available, and if it is,
1976  * allocate it using the following policy:
1977  *   1) allocate the requested inode.
1978  *   2) allocate the next available inode after the requested
1979  *      inode in the specified cylinder group.
1980  */
1981 static ufs2_daddr_t
1982 ffs_nodealloccg(ip, cg, ipref, mode, unused)
1983         struct inode *ip;
1984         u_int cg;
1985         ufs2_daddr_t ipref;
1986         int mode;
1987         int unused;
1988 {
1989         struct fs *fs;
1990         struct cg *cgp;
1991         struct buf *bp, *ibp;
1992         struct ufsmount *ump;
1993         u_int8_t *inosused, *loc;
1994         struct ufs2_dinode *dp2;
1995         int error, start, len, i;
1996         u_int32_t old_initediblk;
1997
1998         fs = ip->i_fs;
1999         ump = ip->i_ump;
2000 check_nifree:
2001         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree == 0)
2002                 return (0);
2003         UFS_UNLOCK(ump);
2004         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
2005                 (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
2006         if (error) {
2007                 brelse(bp);
2008                 UFS_LOCK(ump);
2009                 return (0);
2010         }
2011         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2012 restart:
2013         if (!cg_chkmagic(cgp) || cgp->cg_cs.cs_nifree == 0) {
2014                 brelse(bp);
2015                 UFS_LOCK(ump);
2016                 return (0);
2017         }
2018         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
2019         inosused = cg_inosused(cgp);
2020         if (ipref) {
2021                 ipref %= fs->fs_ipg;
2022                 if (isclr(inosused, ipref))
2023                         goto gotit;
2024         }
2025         start = cgp->cg_irotor / NBBY;
2026         len = howmany(fs->fs_ipg - cgp->cg_irotor, NBBY);
2027         loc = memcchr(&inosused[start], 0xff, len);
2028         if (loc == NULL) {
2029                 len = start + 1;
2030                 start = 0;
2031                 loc = memcchr(&inosused[start], 0xff, len);
2032                 if (loc == NULL) {
2033                         printf("cg = %d, irotor = %ld, fs = %s\n",
2034                             cg, (long)cgp->cg_irotor, fs->fs_fsmnt);
2035                         panic("ffs_nodealloccg: map corrupted");
2036                         /* NOTREACHED */
2037                 }
2038         }
2039         ipref = (loc - inosused) * NBBY + ffs(~*loc) - 1;
2040 gotit:
2041         /*
2042          * Check to see if we need to initialize more inodes.
2043          */
2044         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC &&
2045             ipref + INOPB(fs) > cgp->cg_initediblk &&
2046             cgp->cg_initediblk < cgp->cg_niblk) {
2047                 old_initediblk = cgp->cg_initediblk;
2048
2049                 /*
2050                  * Free the cylinder group lock before writing the
2051                  * initialized inode block.  Entering the
2052                  * babarrierwrite() with the cylinder group lock
2053                  * causes lock order violation between the lock and
2054                  * snaplk.
2055                  *
2056                  * Another thread can decide to initialize the same
2057                  * inode block, but whichever thread first gets the
2058                  * cylinder group lock after writing the newly
2059                  * allocated inode block will update it and the other
2060                  * will realize that it has lost and leave the
2061                  * cylinder group unchanged.
2062                  */
2063                 ibp = getinobuf(ip, cg, old_initediblk, GB_LOCK_NOWAIT);
2064                 brelse(bp);
2065                 if (ibp == NULL) {
2066                         /*
2067                          * The inode block buffer is already owned by
2068                          * another thread, which must initialize it.
2069                          * Wait on the buffer to allow another thread
2070                          * to finish the updates, with dropped cg
2071                          * buffer lock, then retry.
2072                          */
2073                         ibp = getinobuf(ip, cg, old_initediblk, 0);
2074                         brelse(ibp);
2075                         UFS_LOCK(ump);
2076                         goto check_nifree;
2077                 }
2078                 bzero(ibp->b_data, (int)fs->fs_bsize);
2079                 dp2 = (struct ufs2_dinode *)(ibp->b_data);
2080                 for (i = 0; i < INOPB(fs); i++) {
2081                         dp2->di_gen = arc4random() / 2 + 1;
2082                         dp2++;
2083                 }
2084                 /*
2085                  * Rather than adding a soft updates dependency to ensure
2086                  * that the new inode block is written before it is claimed
2087                  * by the cylinder group map, we just do a barrier write
2088                  * here. The barrier write will ensure that the inode block
2089                  * gets written before the updated cylinder group map can be
2090                  * written. The barrier write should only slow down bulk
2091                  * loading of newly created filesystems.
2092                  */
2093                 babarrierwrite(ibp);
2094
2095                 /*
2096                  * After the inode block is written, try to update the
2097                  * cg initediblk pointer.  If another thread beat us
2098                  * to it, then leave it unchanged as the other thread
2099                  * has already set it correctly.
2100                  */
2101                 error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
2102                     (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
2103                 UFS_LOCK(ump);
2104                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
2105                 UFS_UNLOCK(ump);
2106                 if (error != 0) {
2107                         brelse(bp);
2108                         return (error);
2109                 }
2110                 cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2111                 if (cgp->cg_initediblk == old_initediblk)
2112                         cgp->cg_initediblk += INOPB(fs);
2113                 goto restart;
2114         }
2115         cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
2116         cgp->cg_irotor = ipref;
2117         UFS_LOCK(ump);
2118         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2119         setbit(inosused, ipref);
2120         cgp->cg_cs.cs_nifree--;
2121         fs->fs_cstotal.cs_nifree--;
2122         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree--;
2123         fs->fs_fmod = 1;
2124         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
2125                 cgp->cg_cs.cs_ndir++;
2126                 fs->fs_cstotal.cs_ndir++;
2127                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir++;
2128         }
2129         UFS_UNLOCK(ump);
2130         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
2131                 softdep_setup_inomapdep(bp, ip, cg * fs->fs_ipg + ipref, mode);
2132         bdwrite(bp);
2133         return ((ino_t)(cg * fs->fs_ipg + ipref));
2134 }
2135
2136 /*
2137  * Free a block or fragment.
2138  *
2139  * The specified block or fragment is placed back in the
2140  * free map. If a fragment is deallocated, a possible
2141  * block reassembly is checked.
2142  */
2143 static void
2144 ffs_blkfree_cg(ump, fs, devvp, bno, size, inum, dephd)
2145         struct ufsmount *ump;
2146         struct fs *fs;
2147         struct vnode *devvp;
2148         ufs2_daddr_t bno;
2149         long size;
2150         ino_t inum;
2151         struct workhead *dephd;
2152 {
2153         struct mount *mp;
2154         struct cg *cgp;
2155         struct buf *bp;
2156         ufs1_daddr_t fragno, cgbno;
2157         ufs2_daddr_t cgblkno;
2158         int i, blk, frags, bbase;
2159         u_int cg;
2160         u_int8_t *blksfree;
2161         struct cdev *dev;
2162
2163         cg = dtog(fs, bno);
2164         if (devvp->v_type == VREG) {
2165                 /* devvp is a snapshot */
2166                 dev = VTOI(devvp)->i_devvp->v_rdev;
2167                 cgblkno = fragstoblks(fs, cgtod(fs, cg));
2168         } else {
2169                 /* devvp is a normal disk device */
2170                 dev = devvp->v_rdev;
2171                 cgblkno = fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg));
2172                 ASSERT_VOP_LOCKED(devvp, "ffs_blkfree_cg");
2173         }
2174 #ifdef INVARIANTS
2175         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0 ||
2176             fragnum(fs, bno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag) {
2177                 printf("dev=%s, bno = %jd, bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
2178                     devtoname(dev), (intmax_t)bno, (long)fs->fs_bsize,
2179                     size, fs->fs_fsmnt);
2180                 panic("ffs_blkfree_cg: bad size");
2181         }
2182 #endif
2183         if ((u_int)bno >= fs->fs_size) {
2184                 printf("bad block %jd, ino %lu\n", (intmax_t)bno,
2185                     (u_long)inum);
2186                 ffs_fserr(fs, inum, "bad block");
2187                 return;
2188         }
2189         if (bread(devvp, cgblkno, (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp)) {
2190                 brelse(bp);
2191                 return;
2192         }
2193         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2194         if (!cg_chkmagic(cgp)) {
2195                 brelse(bp);
2196                 return;
2197         }
2198         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
2199         cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
2200         cgbno = dtogd(fs, bno);
2201         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2202         UFS_LOCK(ump);
2203         if (size == fs->fs_bsize) {
2204                 fragno = fragstoblks(fs, cgbno);
2205                 if (!ffs_isfreeblock(fs, blksfree, fragno)) {
2206                         if (devvp->v_type == VREG) {
2207                                 UFS_UNLOCK(ump);
2208                                 /* devvp is a snapshot */
2209                                 brelse(bp);
2210                                 return;
2211                         }
2212                         printf("dev = %s, block = %jd, fs = %s\n",
2213                             devtoname(dev), (intmax_t)bno, fs->fs_fsmnt);
2214                         panic("ffs_blkfree_cg: freeing free block");
2215                 }
2216                 ffs_setblock(fs, blksfree, fragno);
2217                 ffs_clusteracct(fs, cgp, fragno, 1);
2218                 cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
2219                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
2220                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
2221         } else {
2222                 bbase = cgbno - fragnum(fs, cgbno);
2223                 /*
2224                  * decrement the counts associated with the old frags
2225                  */
2226                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
2227                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, -1);
2228                 /*
2229                  * deallocate the fragment
2230                  */
2231                 frags = numfrags(fs, size);
2232                 for (i = 0; i < frags; i++) {
2233                         if (isset(blksfree, cgbno + i)) {
2234                                 printf("dev = %s, block = %jd, fs = %s\n",
2235                                     devtoname(dev), (intmax_t)(bno + i),
2236                                     fs->fs_fsmnt);
2237                                 panic("ffs_blkfree_cg: freeing free frag");
2238                         }
2239                         setbit(blksfree, cgbno + i);
2240                 }
2241                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
2242                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
2243                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree += i;
2244                 /*
2245                  * add back in counts associated with the new frags
2246                  */
2247                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
2248                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, 1);
2249                 /*
2250                  * if a complete block has been reassembled, account for it
2251                  */
2252                 fragno = fragstoblks(fs, bbase);
2253                 if (ffs_isblock(fs, blksfree, fragno)) {
2254                         cgp->cg_cs.cs_nffree -= fs->fs_frag;
2255                         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= fs->fs_frag;
2256                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= fs->fs_frag;
2257                         ffs_clusteracct(fs, cgp, fragno, 1);
2258                         cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
2259                         fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
2260                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
2261                 }
2262         }
2263         fs->fs_fmod = 1;
2264         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2265         UFS_UNLOCK(ump);
2266         mp = UFSTOVFS(ump);
2267         if (MOUNTEDSOFTDEP(mp) && devvp->v_type != VREG)
2268                 softdep_setup_blkfree(UFSTOVFS(ump), bp, bno,
2269                     numfrags(fs, size), dephd);
2270         bdwrite(bp);
2271 }
2272
2273 TASKQUEUE_DEFINE_THREAD(ffs_trim);
2274
2275 struct ffs_blkfree_trim_params {
2276         struct task task;
2277         struct ufsmount *ump;
2278         struct vnode *devvp;
2279         ufs2_daddr_t bno;
2280         long size;
2281         ino_t inum;
2282         struct workhead *pdephd;
2283         struct workhead dephd;
2284 };
2285
2286 static void
2287 ffs_blkfree_trim_task(ctx, pending)
2288         void *ctx;
2289         int pending;
2290 {
2291         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2292
2293         tp = ctx;
2294         ffs_blkfree_cg(tp->ump, tp->ump->um_fs, tp->devvp, tp->bno, tp->size,
2295             tp->inum, tp->pdephd);
2296         vn_finished_secondary_write(UFSTOVFS(tp->ump));
2297         free(tp, M_TEMP);
2298 }
2299
2300 static void
2301 ffs_blkfree_trim_completed(bip)
2302         struct bio *bip;
2303 {
2304         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2305
2306         tp = bip->bio_caller2;
2307         g_destroy_bio(bip);
2308         TASK_INIT(&tp->task, 0, ffs_blkfree_trim_task, tp);
2309         taskqueue_enqueue(taskqueue_ffs_trim, &tp->task);
2310 }
2311
2312 void
2313 ffs_blkfree(ump, fs, devvp, bno, size, inum, vtype, dephd)
2314         struct ufsmount *ump;
2315         struct fs *fs;
2316         struct vnode *devvp;
2317         ufs2_daddr_t bno;
2318         long size;
2319         ino_t inum;
2320         enum vtype vtype;
2321         struct workhead *dephd;
2322 {
2323         struct mount *mp;
2324         struct bio *bip;
2325         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2326
2327         /*
2328          * Check to see if a snapshot wants to claim the block.
2329          * Check that devvp is a normal disk device, not a snapshot,
2330          * it has a snapshot(s) associated with it, and one of the
2331          * snapshots wants to claim the block.
2332          */
2333         if (devvp->v_type != VREG &&
2334             (devvp->v_vflag & VV_COPYONWRITE) &&
2335             ffs_snapblkfree(fs, devvp, bno, size, inum, vtype, dephd)) {
2336                 return;
2337         }
2338         /*
2339          * Nothing to delay if TRIM is disabled, or the operation is
2340          * performed on the snapshot.
2341          */
2342         if (!ump->um_candelete || devvp->v_type == VREG) {
2343                 ffs_blkfree_cg(ump, fs, devvp, bno, size, inum, dephd);
2344                 return;
2345         }
2346
2347         /*
2348          * Postpone the set of the free bit in the cg bitmap until the
2349          * BIO_DELETE is completed.  Otherwise, due to disk queue
2350          * reordering, TRIM might be issued after we reuse the block
2351          * and write some new data into it.
2352          */
2353         tp = malloc(sizeof(struct ffs_blkfree_trim_params), M_TEMP, M_WAITOK);
2354         tp->ump = ump;
2355         tp->devvp = devvp;
2356         tp->bno = bno;
2357         tp->size = size;
2358         tp->inum = inum;
2359         if (dephd != NULL) {
2360                 LIST_INIT(&tp->dephd);
2361                 LIST_SWAP(dephd, &tp->dephd, worklist, wk_list);
2362                 tp->pdephd = &tp->dephd;
2363         } else
2364                 tp->pdephd = NULL;
2365
2366         bip = g_alloc_bio();
2367         bip->bio_cmd = BIO_DELETE;
2368         bip->bio_offset = dbtob(fsbtodb(fs, bno));
2369         bip->bio_done = ffs_blkfree_trim_completed;
2370         bip->bio_length = size;
2371         bip->bio_caller2 = tp;
2372
2373         mp = UFSTOVFS(ump);
2374         vn_start_secondary_write(NULL, &mp, 0);
2375         g_io_request(bip, (struct g_consumer *)devvp->v_bufobj.bo_private);
2376 }
2377
2378 #ifdef INVARIANTS
2379 /*
2380  * Verify allocation of a block or fragment. Returns true if block or
2381  * fragment is allocated, false if it is free.
2382  */
2383 static int
2384 ffs_checkblk(ip, bno, size)
2385         struct inode *ip;
2386         ufs2_daddr_t bno;
2387         long size;
2388 {
2389         struct fs *fs;
2390         struct cg *cgp;
2391         struct buf *bp;
2392         ufs1_daddr_t cgbno;
2393         int i, error, frags, free;
2394         u_int8_t *blksfree;
2395
2396         fs = ip->i_fs;
2397         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
2398                 printf("bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
2399                     (long)fs->fs_bsize, size, fs->fs_fsmnt);
2400                 panic("ffs_checkblk: bad size");
2401         }
2402         if ((u_int)bno >= fs->fs_size)
2403                 panic("ffs_checkblk: bad block %jd", (intmax_t)bno);
2404         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, dtog(fs, bno))),
2405                 (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
2406         if (error)
2407                 panic("ffs_checkblk: cg bread failed");
2408         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2409         if (!cg_chkmagic(cgp))
2410                 panic("ffs_checkblk: cg magic mismatch");
2411         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
2412         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2413         cgbno = dtogd(fs, bno);
2414         if (size == fs->fs_bsize) {
2415                 free = ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, cgbno));
2416         } else {
2417                 frags = numfrags(fs, size);
2418                 for (free = 0, i = 0; i < frags; i++)
2419                         if (isset(blksfree, cgbno + i))
2420                                 free++;
2421                 if (free != 0 && free != frags)
2422                         panic("ffs_checkblk: partially free fragment");
2423         }
2424         brelse(bp);
2425         return (!free);
2426 }
2427 #endif /* INVARIANTS */
2428
2429 /*
2430  * Free an inode.
2431  */
2432 int
2433 ffs_vfree(pvp, ino, mode)
2434         struct vnode *pvp;
2435         ino_t ino;
2436         int mode;
2437 {
2438         struct inode *ip;
2439
2440         if (DOINGSOFTDEP(pvp)) {
2441                 softdep_freefile(pvp, ino, mode);
2442                 return (0);
2443         }
2444         ip = VTOI(pvp);
2445         return (ffs_freefile(ip->i_ump, ip->i_fs, ip->i_devvp, ino, mode,
2446             NULL));
2447 }
2448
2449 /*
2450  * Do the actual free operation.
2451  * The specified inode is placed back in the free map.
2452  */
2453 int
2454 ffs_freefile(ump, fs, devvp, ino, mode, wkhd)
2455         struct ufsmount *ump;
2456         struct fs *fs;
2457         struct vnode *devvp;
2458         ino_t ino;
2459         int mode;
2460         struct workhead *wkhd;
2461 {
2462         struct cg *cgp;
2463         struct buf *bp;
2464         ufs2_daddr_t cgbno;
2465         int error;
2466         u_int cg;
2467         u_int8_t *inosused;
2468         struct cdev *dev;
2469
2470         cg = ino_to_cg(fs, ino);
2471         if (devvp->v_type == VREG) {
2472                 /* devvp is a snapshot */
2473                 dev = VTOI(devvp)->i_devvp->v_rdev;
2474                 cgbno = fragstoblks(fs, cgtod(fs, cg));
2475         } else {
2476                 /* devvp is a normal disk device */
2477                 dev = devvp->v_rdev;
2478                 cgbno = fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg));
2479         }
2480         if (ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
2481                 panic("ffs_freefile: range: dev = %s, ino = %ju, fs = %s",
2482                     devtoname(dev), (uintmax_t)ino, fs->fs_fsmnt);
2483         if ((error = bread(devvp, cgbno, (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp))) {
2484                 brelse(bp);
2485                 return (error);
2486         }
2487         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2488         if (!cg_chkmagic(cgp)) {
2489                 brelse(bp);
2490                 return (0);
2491         }
2492         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
2493         cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
2494         inosused = cg_inosused(cgp);
2495         ino %= fs->fs_ipg;
2496         if (isclr(inosused, ino)) {
2497                 printf("dev = %s, ino = %ju, fs = %s\n", devtoname(dev),
2498                     (uintmax_t)(ino + cg * fs->fs_ipg), fs->fs_fsmnt);
2499                 if (fs->fs_ronly == 0)
2500                         panic("ffs_freefile: freeing free inode");
2501         }
2502         clrbit(inosused, ino);
2503         if (ino < cgp->cg_irotor)
2504                 cgp->cg_irotor = ino;
2505         cgp->cg_cs.cs_nifree++;
2506         UFS_LOCK(ump);
2507         fs->fs_cstotal.cs_nifree++;
2508         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree++;
2509         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
2510                 cgp->cg_cs.cs_ndir--;
2511                 fs->fs_cstotal.cs_ndir--;
2512                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir--;
2513         }
2514         fs->fs_fmod = 1;
2515         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2516         UFS_UNLOCK(ump);
2517         if (MOUNTEDSOFTDEP(UFSTOVFS(ump)) && devvp->v_type != VREG)
2518                 softdep_setup_inofree(UFSTOVFS(ump), bp,
2519                     ino + cg * fs->fs_ipg, wkhd);
2520         bdwrite(bp);
2521         return (0);
2522 }
2523
2524 /*
2525  * Check to see if a file is free.
2526  */
2527 int
2528 ffs_checkfreefile(fs, devvp, ino)
2529         struct fs *fs;
2530         struct vnode *devvp;
2531         ino_t ino;
2532 {
2533         struct cg *cgp;
2534         struct buf *bp;
2535         ufs2_daddr_t cgbno;
2536         int ret;
2537         u_int cg;
2538         u_int8_t *inosused;
2539
2540         cg = ino_to_cg(fs, ino);
2541         if (devvp->v_type == VREG) {
2542                 /* devvp is a snapshot */
2543                 cgbno = fragstoblks(fs, cgtod(fs, cg));
2544         } else {
2545                 /* devvp is a normal disk device */
2546                 cgbno = fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg));
2547         }
2548         if (ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
2549                 return (1);
2550         if (bread(devvp, cgbno, (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp)) {
2551                 brelse(bp);
2552                 return (1);
2553         }
2554         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2555         if (!cg_chkmagic(cgp)) {
2556                 brelse(bp);
2557                 return (1);
2558         }
2559         inosused = cg_inosused(cgp);
2560         ino %= fs->fs_ipg;
2561         ret = isclr(inosused, ino);
2562         brelse(bp);
2563         return (ret);
2564 }
2565
2566 /*
2567  * Find a block of the specified size in the specified cylinder group.
2568  *
2569  * It is a panic if a request is made to find a block if none are
2570  * available.
2571  */
2572 static ufs1_daddr_t
2573 ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz)
2574         struct fs *fs;
2575         struct cg *cgp;
2576         ufs2_daddr_t bpref;
2577         int allocsiz;
2578 {
2579         ufs1_daddr_t bno;
2580         int start, len, loc, i;
2581         int blk, field, subfield, pos;
2582         u_int8_t *blksfree;
2583
2584         /*
2585          * find the fragment by searching through the free block
2586          * map for an appropriate bit pattern
2587          */
2588         if (bpref)
2589                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
2590         else
2591                 start = cgp->cg_frotor / NBBY;
2592         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2593         len = howmany(fs->fs_fpg, NBBY) - start;
2594         loc = scanc((u_int)len, (u_char *)&blksfree[start],
2595                 fragtbl[fs->fs_frag],
2596                 (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
2597         if (loc == 0) {
2598                 len = start + 1;
2599                 start = 0;
2600                 loc = scanc((u_int)len, (u_char *)&blksfree[0],
2601                         fragtbl[fs->fs_frag],
2602                         (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
2603                 if (loc == 0) {
2604                         printf("start = %d, len = %d, fs = %s\n",
2605                             start, len, fs->fs_fsmnt);
2606                         panic("ffs_alloccg: map corrupted");
2607                         /* NOTREACHED */
2608                 }
2609         }
2610         bno = (start + len - loc) * NBBY;
2611         cgp->cg_frotor = bno;
2612         /*
2613          * found the byte in the map
2614          * sift through the bits to find the selected frag
2615          */
2616         for (i = bno + NBBY; bno < i; bno += fs->fs_frag) {
2617                 blk = blkmap(fs, blksfree, bno);
2618                 blk <<= 1;
2619                 field = around[allocsiz];
2620                 subfield = inside[allocsiz];
2621                 for (pos = 0; pos <= fs->fs_frag - allocsiz; pos++) {
2622                         if ((blk & field) == subfield)
2623                                 return (bno + pos);
2624                         field <<= 1;
2625                         subfield <<= 1;
2626                 }
2627         }
2628         printf("bno = %lu, fs = %s\n", (u_long)bno, fs->fs_fsmnt);
2629         panic("ffs_alloccg: block not in map");
2630         return (-1);
2631 }
2632
2633 /*
2634  * Fserr prints the name of a filesystem with an error diagnostic.
2635  *
2636  * The form of the error message is:
2637  *      fs: error message
2638  */
2639 void
2640 ffs_fserr(fs, inum, cp)
2641         struct fs *fs;
2642         ino_t inum;
2643         char *cp;
2644 {
2645         struct thread *td = curthread;  /* XXX */
2646         struct proc *p = td->td_proc;
2647
2648         log(LOG_ERR, "pid %d (%s), uid %d inumber %ju on %s: %s\n",
2649             p->p_pid, p->p_comm, td->td_ucred->cr_uid, (uintmax_t)inum,
2650             fs->fs_fsmnt, cp);
2651 }
2652
2653 /*
2654  * This function provides the capability for the fsck program to
2655  * update an active filesystem. Fourteen operations are provided:
2656  *
2657  * adjrefcnt(inode, amt) - adjusts the reference count on the
2658  *      specified inode by the specified amount. Under normal
2659  *      operation the count should always go down. Decrementing
2660  *      the count to zero will cause the inode to be freed.
2661  * adjblkcnt(inode, amt) - adjust the number of blocks used by the
2662  *      inode by the specified amount.
2663  * adjndir, adjbfree, adjifree, adjffree, adjnumclusters(amt) -
2664  *      adjust the superblock summary.
2665  * freedirs(inode, count) - directory inodes [inode..inode + count - 1]
2666  *      are marked as free. Inodes should never have to be marked
2667  *      as in use.
2668  * freefiles(inode, count) - file inodes [inode..inode + count - 1]
2669  *      are marked as free. Inodes should never have to be marked
2670  *      as in use.
2671  * freeblks(blockno, size) - blocks [blockno..blockno + size - 1]
2672  *      are marked as free. Blocks should never have to be marked
2673  *      as in use.
2674  * setflags(flags, set/clear) - the fs_flags field has the specified
2675  *      flags set (second parameter +1) or cleared (second parameter -1).
2676  * setcwd(dirinode) - set the current directory to dirinode in the
2677  *      filesystem associated with the snapshot.
2678  * setdotdot(oldvalue, newvalue) - Verify that the inode number for ".."
2679  *      in the current directory is oldvalue then change it to newvalue.
2680  * unlink(nameptr, oldvalue) - Verify that the inode number associated
2681  *      with nameptr in the current directory is oldvalue then unlink it.
2682  *
2683  * The following functions may only be used on a quiescent filesystem
2684  * by the soft updates journal. They are not safe to be run on an active
2685  * filesystem.
2686  *
2687  * setinode(inode, dip) - the specified disk inode is replaced with the
2688  *      contents pointed to by dip.
2689  * setbufoutput(fd, flags) - output associated with the specified file
2690  *      descriptor (which must reference the character device supporting
2691  *      the filesystem) switches from using physio to running through the
2692  *      buffer cache when flags is set to 1. The descriptor reverts to
2693  *      physio for output when flags is set to zero.
2694  */
2695
2696 static int sysctl_ffs_fsck(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
2697
2698 SYSCTL_PROC(_vfs_ffs, FFS_ADJ_REFCNT, adjrefcnt, CTLFLAG_WR|CTLTYPE_STRUCT,
2699         0, 0, sysctl_ffs_fsck, "S,fsck", "Adjust Inode Reference Count");
2700
2701 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_BLKCNT, adjblkcnt, CTLFLAG_WR,
2702         sysctl_ffs_fsck, "Adjust Inode Used Blocks Count");
2703
2704 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NDIR, adjndir, CTLFLAG_WR,
2705         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of directories");
2706
2707 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NBFREE, adjnbfree, CTLFLAG_WR,
2708         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free blocks");
2709
2710 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NIFREE, adjnifree, CTLFLAG_WR,
2711         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free inodes");
2712
2713 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NFFREE, adjnffree, CTLFLAG_WR,
2714         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free frags");
2715
2716 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NUMCLUSTERS, adjnumclusters, CTLFLAG_WR,
2717         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free clusters");
2718
2719 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_DIR_FREE, freedirs, CTLFLAG_WR,
2720         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of Directory Inodes");
2721
2722 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_FILE_FREE, freefiles, CTLFLAG_WR,
2723         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of File Inodes");
2724
2725 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_BLK_FREE, freeblks, CTLFLAG_WR,
2726         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of Blocks");
2727
2728 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_FLAGS, setflags, CTLFLAG_WR,
2729         sysctl_ffs_fsck, "Change Filesystem Flags");
2730
2731 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_CWD, setcwd, CTLFLAG_WR,
2732         sysctl_ffs_fsck, "Set Current Working Directory");
2733
2734 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_DOTDOT, setdotdot, CTLFLAG_WR,
2735         sysctl_ffs_fsck, "Change Value of .. Entry");
2736
2737 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_UNLINK, unlink, CTLFLAG_WR,
2738         sysctl_ffs_fsck, "Unlink a Duplicate Name");
2739
2740 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_INODE, setinode, CTLFLAG_WR,
2741         sysctl_ffs_fsck, "Update an On-Disk Inode");
2742
2743 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_BUFOUTPUT, setbufoutput, CTLFLAG_WR,
2744         sysctl_ffs_fsck, "Set Buffered Writing for Descriptor");
2745
2746 #define DEBUG 1
2747 #ifdef DEBUG
2748 static int fsckcmds = 0;
2749 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, fsckcmds, CTLFLAG_RW, &fsckcmds, 0, "");
2750 #endif /* DEBUG */
2751
2752 static int buffered_write(struct file *, struct uio *, struct ucred *,
2753         int, struct thread *);
2754
2755 static int
2756 sysctl_ffs_fsck(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2757 {
2758         struct thread *td = curthread;
2759         struct fsck_cmd cmd;
2760         struct ufsmount *ump;
2761         struct vnode *vp, *dvp, *fdvp;
2762         struct inode *ip, *dp;
2763         struct mount *mp;
2764         struct fs *fs;
2765         ufs2_daddr_t blkno;
2766         long blkcnt, blksize;
2767         struct file *fp, *vfp;
2768         cap_rights_t rights;
2769         int filetype, error;
2770         static struct fileops *origops, bufferedops;
2771
2772         if (req->newlen > sizeof cmd)
2773                 return (EBADRPC);
2774         if ((error = SYSCTL_IN(req, &cmd, sizeof cmd)) != 0)
2775                 return (error);
2776         if (cmd.version != FFS_CMD_VERSION)
2777                 return (ERPCMISMATCH);
2778         if ((error = getvnode(td, cmd.handle,
2779             cap_rights_init(&rights, CAP_FSCK), &fp)) != 0)
2780                 return (error);
2781         vp = fp->f_data;
2782         if (vp->v_type != VREG && vp->v_type != VDIR) {
2783                 fdrop(fp, td);
2784                 return (EINVAL);
2785         }
2786         vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
2787         if (mp == 0 || strncmp(mp->mnt_stat.f_fstypename, "ufs", MFSNAMELEN)) {
2788                 vn_finished_write(mp);
2789                 fdrop(fp, td);
2790                 return (EINVAL);
2791         }
2792         ump = VFSTOUFS(mp);
2793         if ((mp->mnt_flag & MNT_RDONLY) &&
2794             ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
2795                 vn_finished_write(mp);
2796                 fdrop(fp, td);
2797                 return (EROFS);
2798         }
2799         fs = ump->um_fs;
2800         filetype = IFREG;
2801
2802         switch (oidp->oid_number) {
2803
2804         case FFS_SET_FLAGS:
2805 #ifdef DEBUG
2806                 if (fsckcmds)
2807                         printf("%s: %s flags\n", mp->mnt_stat.f_mntonname,
2808                             cmd.size > 0 ? "set" : "clear");
2809 #endif /* DEBUG */
2810                 if (cmd.size > 0)
2811                         fs->fs_flags |= (long)cmd.value;
2812                 else
2813                         fs->fs_flags &= ~(long)cmd.value;
2814                 break;
2815
2816         case FFS_ADJ_REFCNT:
2817 #ifdef DEBUG
2818                 if (fsckcmds) {
2819                         printf("%s: adjust inode %jd link count by %jd\n",
2820                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
2821                             (intmax_t)cmd.size);
2822                 }
2823 #endif /* DEBUG */
2824                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
2825                         break;
2826                 ip = VTOI(vp);
2827                 ip->i_nlink += cmd.size;
2828                 DIP_SET(ip, i_nlink, ip->i_nlink);
2829                 ip->i_effnlink += cmd.size;
2830                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
2831                 error = ffs_update(vp, 1);
2832                 if (DOINGSOFTDEP(vp))
2833                         softdep_change_linkcnt(ip);
2834                 vput(vp);
2835                 break;
2836
2837         case FFS_ADJ_BLKCNT:
2838 #ifdef DEBUG
2839                 if (fsckcmds) {
2840                         printf("%s: adjust inode %jd block count by %jd\n",
2841                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
2842                             (intmax_t)cmd.size);
2843                 }
2844 #endif /* DEBUG */
2845                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
2846                         break;
2847                 ip = VTOI(vp);
2848                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + cmd.size);
2849                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
2850                 error = ffs_update(vp, 1);
2851                 vput(vp);
2852                 break;
2853
2854         case FFS_DIR_FREE:
2855                 filetype = IFDIR;
2856                 /* fall through */
2857
2858         case FFS_FILE_FREE:
2859 #ifdef DEBUG
2860                 if (fsckcmds) {
2861                         if (cmd.size == 1)
2862                                 printf("%s: free %s inode %ju\n",
2863                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
2864                                     filetype == IFDIR ? "directory" : "file",
2865                                     (uintmax_t)cmd.value);
2866                         else
2867                                 printf("%s: free %s inodes %ju-%ju\n",
2868                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
2869                                     filetype == IFDIR ? "directory" : "file",
2870                                     (uintmax_t)cmd.value,
2871                                     (uintmax_t)(cmd.value + cmd.size - 1));
2872                 }
2873 #endif /* DEBUG */
2874                 while (cmd.size > 0) {
2875                         if ((error = ffs_freefile(ump, fs, ump->um_devvp,
2876                             cmd.value, filetype, NULL)))
2877                                 break;
2878                         cmd.size -= 1;
2879                         cmd.value += 1;
2880                 }
2881                 break;
2882
2883         case FFS_BLK_FREE:
2884 #ifdef DEBUG
2885                 if (fsckcmds) {
2886                         if (cmd.size == 1)
2887                                 printf("%s: free block %jd\n",
2888                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
2889                                     (intmax_t)cmd.value);
2890                         else
2891                                 printf("%s: free blocks %jd-%jd\n",
2892                                     mp->mnt_stat.f_mntonname, 
2893                                     (intmax_t)cmd.value,
2894                                     (intmax_t)cmd.value + cmd.size - 1);
2895                 }
2896 #endif /* DEBUG */
2897                 blkno = cmd.value;
2898                 blkcnt = cmd.size;
2899                 blksize = fs->fs_frag - (blkno % fs->fs_frag);
2900                 while (blkcnt > 0) {
2901                         if (blksize > blkcnt)
2902                                 blksize = blkcnt;
2903                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp, blkno,
2904                             blksize * fs->fs_fsize, ROOTINO, VDIR, NULL);
2905                         blkno += blksize;
2906                         blkcnt -= blksize;
2907                         blksize = fs->fs_frag;
2908                 }
2909                 break;
2910
2911         /*
2912          * Adjust superblock summaries.  fsck(8) is expected to
2913          * submit deltas when necessary.
2914          */
2915         case FFS_ADJ_NDIR:
2916 #ifdef DEBUG
2917                 if (fsckcmds) {
2918                         printf("%s: adjust number of directories by %jd\n",
2919                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2920                 }
2921 #endif /* DEBUG */
2922                 fs->fs_cstotal.cs_ndir += cmd.value;
2923                 break;
2924
2925         case FFS_ADJ_NBFREE:
2926 #ifdef DEBUG
2927                 if (fsckcmds) {
2928                         printf("%s: adjust number of free blocks by %+jd\n",
2929                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2930                 }
2931 #endif /* DEBUG */
2932                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree += cmd.value;
2933                 break;
2934
2935         case FFS_ADJ_NIFREE:
2936 #ifdef DEBUG
2937                 if (fsckcmds) {
2938                         printf("%s: adjust number of free inodes by %+jd\n",
2939                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2940                 }
2941 #endif /* DEBUG */
2942                 fs->fs_cstotal.cs_nifree += cmd.value;
2943                 break;
2944
2945         case FFS_ADJ_NFFREE:
2946 #ifdef DEBUG
2947                 if (fsckcmds) {
2948                         printf("%s: adjust number of free frags by %+jd\n",
2949                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2950                 }
2951 #endif /* DEBUG */
2952                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += cmd.value;
2953                 break;
2954
2955         case FFS_ADJ_NUMCLUSTERS:
2956 #ifdef DEBUG
2957                 if (fsckcmds) {
2958                         printf("%s: adjust number of free clusters by %+jd\n",
2959                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2960                 }
2961 #endif /* DEBUG */
2962                 fs->fs_cstotal.cs_numclusters += cmd.value;
2963                 break;
2964
2965         case FFS_SET_CWD:
2966 #ifdef DEBUG
2967                 if (fsckcmds) {
2968                         printf("%s: set current directory to inode %jd\n",
2969                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2970                 }
2971 #endif /* DEBUG */
2972                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_SHARED, &vp)))
2973                         break;
2974                 AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
2975                 if ((error = change_dir(vp, td)) != 0) {
2976                         vput(vp);
2977                         break;
2978                 }
2979                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
2980                 pwd_chdir(td, vp);
2981                 break;
2982
2983         case FFS_SET_DOTDOT:
2984 #ifdef DEBUG
2985                 if (fsckcmds) {
2986                         printf("%s: change .. in cwd from %jd to %jd\n",
2987                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
2988                             (intmax_t)cmd.size);
2989                 }
2990 #endif /* DEBUG */
2991                 /*
2992                  * First we have to get and lock the parent directory
2993                  * to which ".." points.
2994                  */
2995                 error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &fdvp);
2996                 if (error)
2997                         break;
2998                 /*
2999                  * Now we get and lock the child directory containing "..".
3000                  */
3001                 FILEDESC_SLOCK(td->td_proc->p_fd);
3002                 dvp = td->td_proc->p_fd->fd_cdir;
3003                 FILEDESC_SUNLOCK(td->td_proc->p_fd);
3004                 if ((error = vget(dvp, LK_EXCLUSIVE, td)) != 0) {
3005                         vput(fdvp);
3006                         break;
3007                 }
3008                 dp = VTOI(dvp);
3009                 dp->i_offset = 12;      /* XXX mastertemplate.dot_reclen */
3010                 error = ufs_dirrewrite(dp, VTOI(fdvp), (ino_t)cmd.size,
3011                     DT_DIR, 0);
3012                 cache_purge(fdvp);
3013                 cache_purge(dvp);
3014                 vput(dvp);
3015                 vput(fdvp);
3016                 break;
3017
3018         case FFS_UNLINK:
3019 #ifdef DEBUG
3020                 if (fsckcmds) {
3021                         char buf[32];
3022
3023                         if (copyinstr((char *)(intptr_t)cmd.value, buf,32,NULL))
3024                                 strncpy(buf, "Name_too_long", 32);
3025                         printf("%s: unlink %s (inode %jd)\n",
3026                             mp->mnt_stat.f_mntonname, buf, (intmax_t)cmd.size);
3027                 }
3028 #endif /* DEBUG */
3029                 /*
3030                  * kern_unlinkat will do its own start/finish writes and
3031                  * they do not nest, so drop ours here. Setting mp == NULL
3032                  * indicates that vn_finished_write is not needed down below.
3033                  */
3034                 vn_finished_write(mp);
3035                 mp = NULL;
3036                 error = kern_unlinkat(td, AT_FDCWD, (char *)(intptr_t)cmd.value,
3037                     UIO_USERSPACE, (ino_t)cmd.size);
3038                 break;
3039
3040         case FFS_SET_INODE:
3041                 if (ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
3042                         error = EPERM;
3043                         break;
3044                 }
3045 #ifdef DEBUG
3046                 if (fsckcmds) {
3047                         printf("%s: update inode %jd\n",
3048                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3049                 }
3050 #endif /* DEBUG */
3051                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3052                         break;
3053                 AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
3054                 ip = VTOI(vp);
3055                 if (ip->i_ump->um_fstype == UFS1)
3056                         error = copyin((void *)(intptr_t)cmd.size, ip->i_din1,
3057                             sizeof(struct ufs1_dinode));
3058                 else
3059                         error = copyin((void *)(intptr_t)cmd.size, ip->i_din2,
3060                             sizeof(struct ufs2_dinode));
3061                 if (error) {
3062                         vput(vp);
3063                         break;
3064                 }
3065                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
3066                 error = ffs_update(vp, 1);
3067                 vput(vp);
3068                 break;
3069
3070         case FFS_SET_BUFOUTPUT:
3071                 if (ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
3072                         error = EPERM;
3073                         break;
3074                 }
3075                 if (VTOI(vp)->i_ump != ump) {
3076                         error = EINVAL;
3077                         break;
3078                 }
3079 #ifdef DEBUG
3080                 if (fsckcmds) {
3081                         printf("%s: %s buffered output for descriptor %jd\n",
3082                             mp->mnt_stat.f_mntonname,
3083                             cmd.size == 1 ? "enable" : "disable",
3084                             (intmax_t)cmd.value);
3085                 }
3086 #endif /* DEBUG */
3087                 if ((error = getvnode(td, cmd.value,
3088                     cap_rights_init(&rights, CAP_FSCK), &vfp)) != 0)
3089                         break;
3090                 if (vfp->f_vnode->v_type != VCHR) {
3091                         fdrop(vfp, td);
3092                         error = EINVAL;
3093                         break;
3094                 }
3095                 if (origops == NULL) {
3096                         origops = vfp->f_ops;
3097                         bcopy((void *)origops, (void *)&bufferedops,
3098                             sizeof(bufferedops));
3099                         bufferedops.fo_write = buffered_write;
3100                 }
3101                 if (cmd.size == 1)
3102                         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&vfp->f_ops,
3103                             (uintptr_t)&bufferedops);
3104                 else
3105                         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&vfp->f_ops,
3106                             (uintptr_t)origops);
3107                 fdrop(vfp, td);
3108                 break;
3109
3110         default:
3111 #ifdef DEBUG
3112                 if (fsckcmds) {
3113                         printf("Invalid request %d from fsck\n",
3114                             oidp->oid_number);
3115                 }
3116 #endif /* DEBUG */
3117                 error = EINVAL;
3118                 break;
3119
3120         }
3121         fdrop(fp, td);
3122         vn_finished_write(mp);
3123         return (error);
3124 }
3125
3126 /*
3127  * Function to switch a descriptor to use the buffer cache to stage
3128  * its I/O. This is needed so that writes to the filesystem device
3129  * will give snapshots a chance to copy modified blocks for which it
3130  * needs to retain copies.
3131  */
3132 static int
3133 buffered_write(fp, uio, active_cred, flags, td)
3134         struct file *fp;
3135         struct uio *uio;
3136         struct ucred *active_cred;
3137         int flags;
3138         struct thread *td;
3139 {
3140         struct vnode *devvp, *vp;
3141         struct inode *ip;
3142         struct buf *bp;
3143         struct fs *fs;
3144         struct filedesc *fdp;
3145         int error;
3146         daddr_t lbn;
3147
3148         /*
3149          * The devvp is associated with the /dev filesystem. To discover
3150          * the filesystem with which the device is associated, we depend
3151          * on the application setting the current directory to a location
3152          * within the filesystem being written. Yes, this is an ugly hack.
3153          */
3154         devvp = fp->f_vnode;
3155         if (!vn_isdisk(devvp, NULL))
3156                 return (EINVAL);
3157         fdp = td->td_proc->p_fd;
3158         FILEDESC_SLOCK(fdp);
3159         vp = fdp->fd_cdir;
3160         vref(vp);
3161         FILEDESC_SUNLOCK(fdp);
3162         vn_lock(vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
3163         /*
3164          * Check that the current directory vnode indeed belongs to
3165          * UFS before trying to dereference UFS-specific v_data fields.
3166          */
3167         if (vp->v_op != &ffs_vnodeops1 && vp->v_op != &ffs_vnodeops2) {
3168                 vput(vp);
3169                 return (EINVAL);
3170         }
3171         ip = VTOI(vp);
3172         if (ip->i_devvp != devvp) {
3173                 vput(vp);
3174                 return (EINVAL);
3175         }
3176         fs = ip->i_fs;
3177         vput(vp);
3178         foffset_lock_uio(fp, uio, flags);
3179         vn_lock(devvp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
3180 #ifdef DEBUG
3181         if (fsckcmds) {
3182                 printf("%s: buffered write for block %jd\n",
3183                     fs->fs_fsmnt, (intmax_t)btodb(uio->uio_offset));
3184         }
3185 #endif /* DEBUG */
3186         /*
3187          * All I/O must be contained within a filesystem block, start on
3188          * a fragment boundary, and be a multiple of fragments in length.
3189          */
3190         if (uio->uio_resid > fs->fs_bsize - (uio->uio_offset % fs->fs_bsize) ||
3191             fragoff(fs, uio->uio_offset) != 0 ||
3192             fragoff(fs, uio->uio_resid) != 0) {
3193                 error = EINVAL;
3194                 goto out;
3195         }
3196         lbn = numfrags(fs, uio->uio_offset);
3197         bp = getblk(devvp, lbn, uio->uio_resid, 0, 0, 0);
3198         bp->b_flags |= B_RELBUF;
3199         if ((error = uiomove((char *)bp->b_data, uio->uio_resid, uio)) != 0) {
3200                 brelse(bp);
3201                 goto out;
3202         }
3203         error = bwrite(bp);
3204 out:
3205         VOP_UNLOCK(devvp, 0);
3206         foffset_unlock_uio(fp, uio, flags | FOF_NEXTOFF);
3207         return (error);
3208 }