]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/ufs/ffs/ffs_alloc.c
Merge libc++ trunk r366426, resolve conflicts, and add FREEBSD-Xlist.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / ufs / ffs / ffs_alloc.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: (BSD-2-Clause-FreeBSD AND BSD-3-Clause)
3  *
4  * Copyright (c) 2002 Networks Associates Technology, Inc.
5  * All rights reserved.
6  *
7  * This software was developed for the FreeBSD Project by Marshall
8  * Kirk McKusick and Network Associates Laboratories, the Security
9  * Research Division of Network Associates, Inc. under DARPA/SPAWAR
10  * contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the DARPA CHATS
11  * research program
12  *
13  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
14  * modification, are permitted provided that the following conditions
15  * are met:
16  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
21  *
22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  *
34  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
35  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
36  *
37  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
38  * modification, are permitted provided that the following conditions
39  * are met:
40  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
41  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
42  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
43  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
44  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
45  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
46  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
47  *    without specific prior written permission.
48  *
49  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
50  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
51  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
52  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
53  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
54  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
55  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
56  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
57  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
58  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
59  * SUCH DAMAGE.
60  *
61  *      @(#)ffs_alloc.c 8.18 (Berkeley) 5/26/95
62  */
63
64 #include <sys/cdefs.h>
65 __FBSDID("$FreeBSD$");
66
67 #include "opt_quota.h"
68
69 #include <sys/param.h>
70 #include <sys/capsicum.h>
71 #include <sys/gsb_crc32.h>
72 #include <sys/systm.h>
73 #include <sys/bio.h>
74 #include <sys/buf.h>
75 #include <sys/conf.h>
76 #include <sys/fcntl.h>
77 #include <sys/file.h>
78 #include <sys/filedesc.h>
79 #include <sys/priv.h>
80 #include <sys/proc.h>
81 #include <sys/vnode.h>
82 #include <sys/mount.h>
83 #include <sys/kernel.h>
84 #include <sys/syscallsubr.h>
85 #include <sys/sysctl.h>
86 #include <sys/syslog.h>
87 #include <sys/taskqueue.h>
88
89 #include <security/audit/audit.h>
90
91 #include <geom/geom.h>
92 #include <geom/geom_vfs.h>
93
94 #include <ufs/ufs/dir.h>
95 #include <ufs/ufs/extattr.h>
96 #include <ufs/ufs/quota.h>
97 #include <ufs/ufs/inode.h>
98 #include <ufs/ufs/ufs_extern.h>
99 #include <ufs/ufs/ufsmount.h>
100
101 #include <ufs/ffs/fs.h>
102 #include <ufs/ffs/ffs_extern.h>
103 #include <ufs/ffs/softdep.h>
104
105 typedef ufs2_daddr_t allocfcn_t(struct inode *ip, u_int cg, ufs2_daddr_t bpref,
106                                   int size, int rsize);
107
108 static ufs2_daddr_t ffs_alloccg(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int, int);
109 static ufs2_daddr_t
110               ffs_alloccgblk(struct inode *, struct buf *, ufs2_daddr_t, int);
111 static void     ffs_blkfree_cg(struct ufsmount *, struct fs *,
112                     struct vnode *, ufs2_daddr_t, long, ino_t,
113                     struct workhead *);
114 #ifdef INVARIANTS
115 static int      ffs_checkblk(struct inode *, ufs2_daddr_t, long);
116 #endif
117 static ufs2_daddr_t ffs_clusteralloc(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int);
118 static ino_t    ffs_dirpref(struct inode *);
119 static ufs2_daddr_t ffs_fragextend(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t,
120                     int, int);
121 static ufs2_daddr_t     ffs_hashalloc
122                 (struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int, int, allocfcn_t *);
123 static ufs2_daddr_t ffs_nodealloccg(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int,
124                     int);
125 static ufs1_daddr_t ffs_mapsearch(struct fs *, struct cg *, ufs2_daddr_t, int);
126 static int      ffs_reallocblks_ufs1(struct vop_reallocblks_args *);
127 static int      ffs_reallocblks_ufs2(struct vop_reallocblks_args *);
128 static void     ffs_ckhash_cg(struct buf *);
129
130 /*
131  * Allocate a block in the filesystem.
132  *
133  * The size of the requested block is given, which must be some
134  * multiple of fs_fsize and <= fs_bsize.
135  * A preference may be optionally specified. If a preference is given
136  * the following hierarchy is used to allocate a block:
137  *   1) allocate the requested block.
138  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
139  *   3) allocate a block in the same cylinder group.
140  *   4) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
141  *      available block is located.
142  * If no block preference is given the following hierarchy is used
143  * to allocate a block:
144  *   1) allocate a block in the cylinder group that contains the
145  *      inode for the file.
146  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
147  *      available block is located.
148  */
149 int
150 ffs_alloc(ip, lbn, bpref, size, flags, cred, bnp)
151         struct inode *ip;
152         ufs2_daddr_t lbn, bpref;
153         int size, flags;
154         struct ucred *cred;
155         ufs2_daddr_t *bnp;
156 {
157         struct fs *fs;
158         struct ufsmount *ump;
159         ufs2_daddr_t bno;
160         u_int cg, reclaimed;
161         int64_t delta;
162 #ifdef QUOTA
163         int error;
164 #endif
165
166         *bnp = 0;
167         ump = ITOUMP(ip);
168         fs = ump->um_fs;
169         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
170 #ifdef INVARIANTS
171         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
172                 printf("dev = %s, bsize = %ld, size = %d, fs = %s\n",
173                     devtoname(ump->um_dev), (long)fs->fs_bsize, size,
174                     fs->fs_fsmnt);
175                 panic("ffs_alloc: bad size");
176         }
177         if (cred == NOCRED)
178                 panic("ffs_alloc: missing credential");
179 #endif /* INVARIANTS */
180         reclaimed = 0;
181 retry:
182 #ifdef QUOTA
183         UFS_UNLOCK(ump);
184         error = chkdq(ip, btodb(size), cred, 0);
185         if (error)
186                 return (error);
187         UFS_LOCK(ump);
188 #endif
189         if (size == fs->fs_bsize && fs->fs_cstotal.cs_nbfree == 0)
190                 goto nospace;
191         if (priv_check_cred(cred, PRIV_VFS_BLOCKRESERVE) &&
192             freespace(fs, fs->fs_minfree) - numfrags(fs, size) < 0)
193                 goto nospace;
194         if (bpref >= fs->fs_size)
195                 bpref = 0;
196         if (bpref == 0)
197                 cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
198         else
199                 cg = dtog(fs, bpref);
200         bno = ffs_hashalloc(ip, cg, bpref, size, size, ffs_alloccg);
201         if (bno > 0) {
202                 delta = btodb(size);
203                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
204                 if (flags & IO_EXT)
205                         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
206                 else
207                         ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
208                 *bnp = bno;
209                 return (0);
210         }
211 nospace:
212 #ifdef QUOTA
213         UFS_UNLOCK(ump);
214         /*
215          * Restore user's disk quota because allocation failed.
216          */
217         (void) chkdq(ip, -btodb(size), cred, FORCE);
218         UFS_LOCK(ump);
219 #endif
220         if (reclaimed == 0 && (flags & IO_BUFLOCKED) == 0) {
221                 reclaimed = 1;
222                 softdep_request_cleanup(fs, ITOV(ip), cred, FLUSH_BLOCKS_WAIT);
223                 goto retry;
224         }
225         if (reclaimed > 0 &&
226             ppsratecheck(&ump->um_last_fullmsg, &ump->um_secs_fullmsg, 1)) {
227                 UFS_UNLOCK(ump);
228                 ffs_fserr(fs, ip->i_number, "filesystem full");
229                 uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n",
230                     fs->fs_fsmnt);
231         } else {
232                 UFS_UNLOCK(ump);
233         }
234         return (ENOSPC);
235 }
236
237 /*
238  * Reallocate a fragment to a bigger size
239  *
240  * The number and size of the old block is given, and a preference
241  * and new size is also specified. The allocator attempts to extend
242  * the original block. Failing that, the regular block allocator is
243  * invoked to get an appropriate block.
244  */
245 int
246 ffs_realloccg(ip, lbprev, bprev, bpref, osize, nsize, flags, cred, bpp)
247         struct inode *ip;
248         ufs2_daddr_t lbprev;
249         ufs2_daddr_t bprev;
250         ufs2_daddr_t bpref;
251         int osize, nsize, flags;
252         struct ucred *cred;
253         struct buf **bpp;
254 {
255         struct vnode *vp;
256         struct fs *fs;
257         struct buf *bp;
258         struct ufsmount *ump;
259         u_int cg, request, reclaimed;
260         int error, gbflags;
261         ufs2_daddr_t bno;
262         int64_t delta;
263
264         vp = ITOV(ip);
265         ump = ITOUMP(ip);
266         fs = ump->um_fs;
267         bp = NULL;
268         gbflags = (flags & BA_UNMAPPED) != 0 ? GB_UNMAPPED : 0;
269
270         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
271 #ifdef INVARIANTS
272         if (vp->v_mount->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPENDED)
273                 panic("ffs_realloccg: allocation on suspended filesystem");
274         if ((u_int)osize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, osize) != 0 ||
275             (u_int)nsize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, nsize) != 0) {
276                 printf(
277                 "dev = %s, bsize = %ld, osize = %d, nsize = %d, fs = %s\n",
278                     devtoname(ump->um_dev), (long)fs->fs_bsize, osize,
279                     nsize, fs->fs_fsmnt);
280                 panic("ffs_realloccg: bad size");
281         }
282         if (cred == NOCRED)
283                 panic("ffs_realloccg: missing credential");
284 #endif /* INVARIANTS */
285         reclaimed = 0;
286 retry:
287         if (priv_check_cred(cred, PRIV_VFS_BLOCKRESERVE) &&
288             freespace(fs, fs->fs_minfree) -  numfrags(fs, nsize - osize) < 0) {
289                 goto nospace;
290         }
291         if (bprev == 0) {
292                 printf("dev = %s, bsize = %ld, bprev = %jd, fs = %s\n",
293                     devtoname(ump->um_dev), (long)fs->fs_bsize, (intmax_t)bprev,
294                     fs->fs_fsmnt);
295                 panic("ffs_realloccg: bad bprev");
296         }
297         UFS_UNLOCK(ump);
298         /*
299          * Allocate the extra space in the buffer.
300          */
301         error = bread_gb(vp, lbprev, osize, NOCRED, gbflags, &bp);
302         if (error) {
303                 brelse(bp);
304                 return (error);
305         }
306
307         if (bp->b_blkno == bp->b_lblkno) {
308                 if (lbprev >= UFS_NDADDR)
309                         panic("ffs_realloccg: lbprev out of range");
310                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, bprev);
311         }
312
313 #ifdef QUOTA
314         error = chkdq(ip, btodb(nsize - osize), cred, 0);
315         if (error) {
316                 brelse(bp);
317                 return (error);
318         }
319 #endif
320         /*
321          * Check for extension in the existing location.
322          */
323         *bpp = NULL;
324         cg = dtog(fs, bprev);
325         UFS_LOCK(ump);
326         bno = ffs_fragextend(ip, cg, bprev, osize, nsize);
327         if (bno) {
328                 if (bp->b_blkno != fsbtodb(fs, bno))
329                         panic("ffs_realloccg: bad blockno");
330                 delta = btodb(nsize - osize);
331                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
332                 if (flags & IO_EXT)
333                         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
334                 else
335                         ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
336                 allocbuf(bp, nsize);
337                 bp->b_flags |= B_DONE;
338                 vfs_bio_bzero_buf(bp, osize, nsize - osize);
339                 if ((bp->b_flags & (B_MALLOC | B_VMIO)) == B_VMIO)
340                         vfs_bio_set_valid(bp, osize, nsize - osize);
341                 *bpp = bp;
342                 return (0);
343         }
344         /*
345          * Allocate a new disk location.
346          */
347         if (bpref >= fs->fs_size)
348                 bpref = 0;
349         switch ((int)fs->fs_optim) {
350         case FS_OPTSPACE:
351                 /*
352                  * Allocate an exact sized fragment. Although this makes
353                  * best use of space, we will waste time relocating it if
354                  * the file continues to grow. If the fragmentation is
355                  * less than half of the minimum free reserve, we choose
356                  * to begin optimizing for time.
357                  */
358                 request = nsize;
359                 if (fs->fs_minfree <= 5 ||
360                     fs->fs_cstotal.cs_nffree >
361                     (off_t)fs->fs_dsize * fs->fs_minfree / (2 * 100))
362                         break;
363                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from SPACE to TIME\n",
364                         fs->fs_fsmnt);
365                 fs->fs_optim = FS_OPTTIME;
366                 break;
367         case FS_OPTTIME:
368                 /*
369                  * At this point we have discovered a file that is trying to
370                  * grow a small fragment to a larger fragment. To save time,
371                  * we allocate a full sized block, then free the unused portion.
372                  * If the file continues to grow, the `ffs_fragextend' call
373                  * above will be able to grow it in place without further
374                  * copying. If aberrant programs cause disk fragmentation to
375                  * grow within 2% of the free reserve, we choose to begin
376                  * optimizing for space.
377                  */
378                 request = fs->fs_bsize;
379                 if (fs->fs_cstotal.cs_nffree <
380                     (off_t)fs->fs_dsize * (fs->fs_minfree - 2) / 100)
381                         break;
382                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from TIME to SPACE\n",
383                         fs->fs_fsmnt);
384                 fs->fs_optim = FS_OPTSPACE;
385                 break;
386         default:
387                 printf("dev = %s, optim = %ld, fs = %s\n",
388                     devtoname(ump->um_dev), (long)fs->fs_optim, fs->fs_fsmnt);
389                 panic("ffs_realloccg: bad optim");
390                 /* NOTREACHED */
391         }
392         bno = ffs_hashalloc(ip, cg, bpref, request, nsize, ffs_alloccg);
393         if (bno > 0) {
394                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, bno);
395                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
396                         /*
397                          * The usual case is that a smaller fragment that
398                          * was just allocated has been replaced with a bigger
399                          * fragment or a full-size block. If it is marked as
400                          * B_DELWRI, the current contents have not been written
401                          * to disk. It is possible that the block was written
402                          * earlier, but very uncommon. If the block has never
403                          * been written, there is no need to send a BIO_DELETE
404                          * for it when it is freed. The gain from avoiding the
405                          * TRIMs for the common case of unwritten blocks far
406                          * exceeds the cost of the write amplification for the
407                          * uncommon case of failing to send a TRIM for a block
408                          * that had been written.
409                          */
410                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp, bprev, (long)osize,
411                             ip->i_number, vp->v_type, NULL,
412                             (bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 ?
413                             NOTRIM_KEY : SINGLETON_KEY);
414                 delta = btodb(nsize - osize);
415                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
416                 if (flags & IO_EXT)
417                         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
418                 else
419                         ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
420                 allocbuf(bp, nsize);
421                 bp->b_flags |= B_DONE;
422                 vfs_bio_bzero_buf(bp, osize, nsize - osize);
423                 if ((bp->b_flags & (B_MALLOC | B_VMIO)) == B_VMIO)
424                         vfs_bio_set_valid(bp, osize, nsize - osize);
425                 *bpp = bp;
426                 return (0);
427         }
428 #ifdef QUOTA
429         UFS_UNLOCK(ump);
430         /*
431          * Restore user's disk quota because allocation failed.
432          */
433         (void) chkdq(ip, -btodb(nsize - osize), cred, FORCE);
434         UFS_LOCK(ump);
435 #endif
436 nospace:
437         /*
438          * no space available
439          */
440         if (reclaimed == 0 && (flags & IO_BUFLOCKED) == 0) {
441                 reclaimed = 1;
442                 UFS_UNLOCK(ump);
443                 if (bp) {
444                         brelse(bp);
445                         bp = NULL;
446                 }
447                 UFS_LOCK(ump);
448                 softdep_request_cleanup(fs, vp, cred, FLUSH_BLOCKS_WAIT);
449                 goto retry;
450         }
451         if (reclaimed > 0 &&
452             ppsratecheck(&ump->um_last_fullmsg, &ump->um_secs_fullmsg, 1)) {
453                 UFS_UNLOCK(ump);
454                 ffs_fserr(fs, ip->i_number, "filesystem full");
455                 uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n",
456                     fs->fs_fsmnt);
457         } else {
458                 UFS_UNLOCK(ump);
459         }
460         if (bp)
461                 brelse(bp);
462         return (ENOSPC);
463 }
464
465 /*
466  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
467  *
468  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
469  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
470  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible
471  * from the end of the allocation for the logical block immediately
472  * preceding the current range. If successful, the physical block numbers
473  * in the buffer pointers and in the inode are changed to reflect the new
474  * allocation. If unsuccessful, the allocation is left unchanged. The
475  * success in doing the reallocation is returned. Note that the error
476  * return is not reflected back to the user. Rather the previous block
477  * allocation will be used.
478  */
479
480 SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, ffs, CTLFLAG_RW, 0, "FFS filesystem");
481
482 static int doasyncfree = 1;
483 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0,
484 "do not force synchronous writes when blocks are reallocated");
485
486 static int doreallocblks = 1;
487 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doreallocblks, CTLFLAG_RW, &doreallocblks, 0,
488 "enable block reallocation");
489
490 static int dotrimcons = 1;
491 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, dotrimcons, CTLFLAG_RWTUN, &dotrimcons, 0,
492 "enable BIO_DELETE / TRIM consolidation");
493
494 static int maxclustersearch = 10;
495 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, maxclustersearch, CTLFLAG_RW, &maxclustersearch,
496 0, "max number of cylinder group to search for contigous blocks");
497
498 #ifdef DIAGNOSTIC
499 static int prtrealloc = 0;
500 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ffs_prtrealloc, CTLFLAG_RW, &prtrealloc, 0,
501         "print out FFS filesystem block reallocation operations");
502 #endif
503
504 int
505 ffs_reallocblks(ap)
506         struct vop_reallocblks_args /* {
507                 struct vnode *a_vp;
508                 struct cluster_save *a_buflist;
509         } */ *ap;
510 {
511         struct ufsmount *ump;
512
513         /*
514          * We used to skip reallocating the blocks of a file into a
515          * contiguous sequence if the underlying flash device requested
516          * BIO_DELETE notifications, because devices that benefit from
517          * BIO_DELETE also benefit from not moving the data. However,
518          * the destination for the data is usually moved before the data
519          * is written to the initially allocated location, so we rarely
520          * suffer the penalty of extra writes. With the addition of the
521          * consolidation of contiguous blocks into single BIO_DELETE
522          * operations, having fewer but larger contiguous blocks reduces
523          * the number of (slow and expensive) BIO_DELETE operations. So
524          * when doing BIO_DELETE consolidation, we do block reallocation.
525          *
526          * Skip if reallocblks has been disabled globally.
527          */
528         ump = ap->a_vp->v_mount->mnt_data;
529         if ((((ump->um_flags) & UM_CANDELETE) != 0 && dotrimcons == 0) ||
530             doreallocblks == 0)
531                 return (ENOSPC);
532
533         /*
534          * We can't wait in softdep prealloc as it may fsync and recurse
535          * here.  Instead we simply fail to reallocate blocks if this
536          * rare condition arises.
537          */
538         if (DOINGSOFTDEP(ap->a_vp))
539                 if (softdep_prealloc(ap->a_vp, MNT_NOWAIT) != 0)
540                         return (ENOSPC);
541         if (ump->um_fstype == UFS1)
542                 return (ffs_reallocblks_ufs1(ap));
543         return (ffs_reallocblks_ufs2(ap));
544 }
545         
546 static int
547 ffs_reallocblks_ufs1(ap)
548         struct vop_reallocblks_args /* {
549                 struct vnode *a_vp;
550                 struct cluster_save *a_buflist;
551         } */ *ap;
552 {
553         struct fs *fs;
554         struct inode *ip;
555         struct vnode *vp;
556         struct buf *sbp, *ebp, *bp;
557         ufs1_daddr_t *bap, *sbap, *ebap;
558         struct cluster_save *buflist;
559         struct ufsmount *ump;
560         ufs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
561         ufs1_daddr_t soff, newblk, blkno;
562         ufs2_daddr_t pref;
563         struct indir start_ap[UFS_NIADDR + 1], end_ap[UFS_NIADDR + 1], *idp;
564         int i, cg, len, start_lvl, end_lvl, ssize;
565
566         vp = ap->a_vp;
567         ip = VTOI(vp);
568         ump = ITOUMP(ip);
569         fs = ump->um_fs;
570         /*
571          * If we are not tracking block clusters or if we have less than 4%
572          * free blocks left, then do not attempt to cluster. Running with
573          * less than 5% free block reserve is not recommended and those that
574          * choose to do so do not expect to have good file layout.
575          */
576         if (fs->fs_contigsumsize <= 0 || freespace(fs, 4) < 0)
577                 return (ENOSPC);
578         buflist = ap->a_buflist;
579         len = buflist->bs_nchildren;
580         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
581         end_lbn = start_lbn + len - 1;
582 #ifdef INVARIANTS
583         for (i = 0; i < len; i++)
584                 if (!ffs_checkblk(ip,
585                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
586                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
587         for (i = 1; i < len; i++)
588                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
589                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
590         blkno = buflist->bs_children[0]->b_blkno;
591         ssize = fsbtodb(fs, fs->fs_frag);
592         for (i = 1; i < len - 1; i++)
593                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != blkno + (i * ssize))
594                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
595 #endif
596         /*
597          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
598          * block, leave space for the indirect block. Indirect blocks
599          * are initially laid out in a position after the last direct
600          * block. Block reallocation would usually destroy locality by
601          * moving the indirect block out of the way to make room for
602          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
603          * this for other indirect block boundaries, but it is only
604          * important for the first one.
605          */
606         if (start_lbn < UFS_NDADDR && end_lbn >= UFS_NDADDR)
607                 return (ENOSPC);
608         /*
609          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
610          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
611          * the previous cylinder group.
612          */
613         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
614             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
615                 return (ENOSPC);
616         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
617             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
618                 return (ENOSPC);
619         /*
620          * Get the starting offset and block map for the first block.
621          */
622         if (start_lvl == 0) {
623                 sbap = &ip->i_din1->di_db[0];
624                 soff = start_lbn;
625         } else {
626                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
627                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
628                         brelse(sbp);
629                         return (ENOSPC);
630                 }
631                 sbap = (ufs1_daddr_t *)sbp->b_data;
632                 soff = idp->in_off;
633         }
634         /*
635          * If the block range spans two block maps, get the second map.
636          */
637         ebap = NULL;
638         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
639                 ssize = len;
640         } else {
641 #ifdef INVARIANTS
642                 if (start_lvl > 0 &&
643                     start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
644                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
645 #endif
646                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
647                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &ebp))
648                         goto fail;
649                 ebap = (ufs1_daddr_t *)ebp->b_data;
650         }
651         /*
652          * Find the preferred location for the cluster. If we have not
653          * previously failed at this endeavor, then follow our standard
654          * preference calculation. If we have failed at it, then pick up
655          * where we last ended our search.
656          */
657         UFS_LOCK(ump);
658         if (ip->i_nextclustercg == -1)
659                 pref = ffs_blkpref_ufs1(ip, start_lbn, soff, sbap);
660         else
661                 pref = cgdata(fs, ip->i_nextclustercg);
662         /*
663          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
664          * To avoid wasting too much time, we limit the number of cylinder
665          * groups that we will search.
666          */
667         cg = dtog(fs, pref);
668         for (i = min(maxclustersearch, fs->fs_ncg); i > 0; i--) {
669                 if ((newblk = ffs_clusteralloc(ip, cg, pref, len)) != 0)
670                         break;
671                 cg += 1;
672                 if (cg >= fs->fs_ncg)
673                         cg = 0;
674         }
675         /*
676          * If we have failed in our search, record where we gave up for
677          * next time. Otherwise, fall back to our usual search citerion.
678          */
679         if (newblk == 0) {
680                 ip->i_nextclustercg = cg;
681                 UFS_UNLOCK(ump);
682                 goto fail;
683         }
684         ip->i_nextclustercg = -1;
685         /*
686          * We have found a new contiguous block.
687          *
688          * First we have to replace the old block pointers with the new
689          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
690          * with the file.
691          */
692 #ifdef DIAGNOSTIC
693         if (prtrealloc)
694                 printf("realloc: ino %ju, lbns %jd-%jd\n\told:",
695                     (uintmax_t)ip->i_number,
696                     (intmax_t)start_lbn, (intmax_t)end_lbn);
697 #endif
698         blkno = newblk;
699         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
700                 if (i == ssize) {
701                         bap = ebap;
702                         soff = -i;
703                 }
704 #ifdef INVARIANTS
705                 if (!ffs_checkblk(ip,
706                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
707                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
708                 if (dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno) != *bap)
709                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
710 #endif
711 #ifdef DIAGNOSTIC
712                 if (prtrealloc)
713                         printf(" %d,", *bap);
714 #endif
715                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
716                         if (sbap == &ip->i_din1->di_db[0] && i < ssize)
717                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
718                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
719                                     buflist->bs_children[i]);
720                         else
721                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
722                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
723                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
724                 }
725                 *bap++ = blkno;
726         }
727         /*
728          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
729          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
730          * the old block values may have been written to disk. In practise
731          * they are almost never written, but if we are concerned about
732          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
733          *
734          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
735          * that shows whether the associated buffers and inodes have
736          * been written. The flag should be set when the cluster is
737          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
738          * We can then check below to see if it is set, and do the
739          * synchronous write only when it has been cleared.
740          */
741         if (sbap != &ip->i_din1->di_db[0]) {
742                 if (doasyncfree)
743                         bdwrite(sbp);
744                 else
745                         bwrite(sbp);
746         } else {
747                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
748                 if (!doasyncfree)
749                         ffs_update(vp, 1);
750         }
751         if (ssize < len) {
752                 if (doasyncfree)
753                         bdwrite(ebp);
754                 else
755                         bwrite(ebp);
756         }
757         /*
758          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
759          */
760 #ifdef DIAGNOSTIC
761         if (prtrealloc)
762                 printf("\n\tnew:");
763 #endif
764         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
765                 bp = buflist->bs_children[i];
766                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
767                         /*
768                          * The usual case is that a set of N-contiguous blocks
769                          * that was just allocated has been replaced with a
770                          * set of N+1-contiguous blocks. If they are marked as
771                          * B_DELWRI, the current contents have not been written
772                          * to disk. It is possible that the blocks were written
773                          * earlier, but very uncommon. If the blocks have never
774                          * been written, there is no need to send a BIO_DELETE
775                          * for them when they are freed. The gain from avoiding
776                          * the TRIMs for the common case of unwritten blocks
777                          * far exceeds the cost of the write amplification for
778                          * the uncommon case of failing to send a TRIM for the
779                          * blocks that had been written.
780                          */
781                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp,
782                             dbtofsb(fs, bp->b_blkno),
783                             fs->fs_bsize, ip->i_number, vp->v_type, NULL,
784                             (bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 ?
785                             NOTRIM_KEY : SINGLETON_KEY);
786                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
787 #ifdef INVARIANTS
788                 if (!ffs_checkblk(ip, dbtofsb(fs, bp->b_blkno), fs->fs_bsize))
789                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
790 #endif
791 #ifdef DIAGNOSTIC
792                 if (prtrealloc)
793                         printf(" %d,", blkno);
794 #endif
795         }
796 #ifdef DIAGNOSTIC
797         if (prtrealloc) {
798                 prtrealloc--;
799                 printf("\n");
800         }
801 #endif
802         return (0);
803
804 fail:
805         if (ssize < len)
806                 brelse(ebp);
807         if (sbap != &ip->i_din1->di_db[0])
808                 brelse(sbp);
809         return (ENOSPC);
810 }
811
812 static int
813 ffs_reallocblks_ufs2(ap)
814         struct vop_reallocblks_args /* {
815                 struct vnode *a_vp;
816                 struct cluster_save *a_buflist;
817         } */ *ap;
818 {
819         struct fs *fs;
820         struct inode *ip;
821         struct vnode *vp;
822         struct buf *sbp, *ebp, *bp;
823         ufs2_daddr_t *bap, *sbap, *ebap;
824         struct cluster_save *buflist;
825         struct ufsmount *ump;
826         ufs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
827         ufs2_daddr_t soff, newblk, blkno, pref;
828         struct indir start_ap[UFS_NIADDR + 1], end_ap[UFS_NIADDR + 1], *idp;
829         int i, cg, len, start_lvl, end_lvl, ssize;
830
831         vp = ap->a_vp;
832         ip = VTOI(vp);
833         ump = ITOUMP(ip);
834         fs = ump->um_fs;
835         /*
836          * If we are not tracking block clusters or if we have less than 4%
837          * free blocks left, then do not attempt to cluster. Running with
838          * less than 5% free block reserve is not recommended and those that
839          * choose to do so do not expect to have good file layout.
840          */
841         if (fs->fs_contigsumsize <= 0 || freespace(fs, 4) < 0)
842                 return (ENOSPC);
843         buflist = ap->a_buflist;
844         len = buflist->bs_nchildren;
845         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
846         end_lbn = start_lbn + len - 1;
847 #ifdef INVARIANTS
848         for (i = 0; i < len; i++)
849                 if (!ffs_checkblk(ip,
850                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
851                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
852         for (i = 1; i < len; i++)
853                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
854                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
855         blkno = buflist->bs_children[0]->b_blkno;
856         ssize = fsbtodb(fs, fs->fs_frag);
857         for (i = 1; i < len - 1; i++)
858                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != blkno + (i * ssize))
859                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
860 #endif
861         /*
862          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
863          * block, do not move anything in it. Indirect blocks are
864          * usually initially laid out in a position between the data
865          * blocks. Block reallocation would usually destroy locality by
866          * moving the indirect block out of the way to make room for
867          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
868          * this for other indirect block boundaries, but it is only
869          * important for the first one.
870          */
871         if (start_lbn < UFS_NDADDR && end_lbn >= UFS_NDADDR)
872                 return (ENOSPC);
873         /*
874          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
875          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
876          * the previous cylinder group.
877          */
878         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
879             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
880                 return (ENOSPC);
881         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
882             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
883                 return (ENOSPC);
884         /*
885          * Get the starting offset and block map for the first block.
886          */
887         if (start_lvl == 0) {
888                 sbap = &ip->i_din2->di_db[0];
889                 soff = start_lbn;
890         } else {
891                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
892                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
893                         brelse(sbp);
894                         return (ENOSPC);
895                 }
896                 sbap = (ufs2_daddr_t *)sbp->b_data;
897                 soff = idp->in_off;
898         }
899         /*
900          * If the block range spans two block maps, get the second map.
901          */
902         ebap = NULL;
903         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
904                 ssize = len;
905         } else {
906 #ifdef INVARIANTS
907                 if (start_lvl > 0 &&
908                     start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
909                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
910 #endif
911                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
912                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &ebp))
913                         goto fail;
914                 ebap = (ufs2_daddr_t *)ebp->b_data;
915         }
916         /*
917          * Find the preferred location for the cluster. If we have not
918          * previously failed at this endeavor, then follow our standard
919          * preference calculation. If we have failed at it, then pick up
920          * where we last ended our search.
921          */
922         UFS_LOCK(ump);
923         if (ip->i_nextclustercg == -1)
924                 pref = ffs_blkpref_ufs2(ip, start_lbn, soff, sbap);
925         else
926                 pref = cgdata(fs, ip->i_nextclustercg);
927         /*
928          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
929          * To avoid wasting too much time, we limit the number of cylinder
930          * groups that we will search.
931          */
932         cg = dtog(fs, pref);
933         for (i = min(maxclustersearch, fs->fs_ncg); i > 0; i--) {
934                 if ((newblk = ffs_clusteralloc(ip, cg, pref, len)) != 0)
935                         break;
936                 cg += 1;
937                 if (cg >= fs->fs_ncg)
938                         cg = 0;
939         }
940         /*
941          * If we have failed in our search, record where we gave up for
942          * next time. Otherwise, fall back to our usual search citerion.
943          */
944         if (newblk == 0) {
945                 ip->i_nextclustercg = cg;
946                 UFS_UNLOCK(ump);
947                 goto fail;
948         }
949         ip->i_nextclustercg = -1;
950         /*
951          * We have found a new contiguous block.
952          *
953          * First we have to replace the old block pointers with the new
954          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
955          * with the file.
956          */
957 #ifdef DIAGNOSTIC
958         if (prtrealloc)
959                 printf("realloc: ino %ju, lbns %jd-%jd\n\told:", (uintmax_t)ip->i_number,
960                     (intmax_t)start_lbn, (intmax_t)end_lbn);
961 #endif
962         blkno = newblk;
963         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
964                 if (i == ssize) {
965                         bap = ebap;
966                         soff = -i;
967                 }
968 #ifdef INVARIANTS
969                 if (!ffs_checkblk(ip,
970                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
971                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
972                 if (dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno) != *bap)
973                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
974 #endif
975 #ifdef DIAGNOSTIC
976                 if (prtrealloc)
977                         printf(" %jd,", (intmax_t)*bap);
978 #endif
979                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
980                         if (sbap == &ip->i_din2->di_db[0] && i < ssize)
981                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
982                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
983                                     buflist->bs_children[i]);
984                         else
985                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
986                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
987                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
988                 }
989                 *bap++ = blkno;
990         }
991         /*
992          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
993          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
994          * the old block values may have been written to disk. In practise
995          * they are almost never written, but if we are concerned about
996          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
997          *
998          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
999          * that shows whether the associated buffers and inodes have
1000          * been written. The flag should be set when the cluster is
1001          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
1002          * We can then check below to see if it is set, and do the
1003          * synchronous write only when it has been cleared.
1004          */
1005         if (sbap != &ip->i_din2->di_db[0]) {
1006                 if (doasyncfree)
1007                         bdwrite(sbp);
1008                 else
1009                         bwrite(sbp);
1010         } else {
1011                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
1012                 if (!doasyncfree)
1013                         ffs_update(vp, 1);
1014         }
1015         if (ssize < len) {
1016                 if (doasyncfree)
1017                         bdwrite(ebp);
1018                 else
1019                         bwrite(ebp);
1020         }
1021         /*
1022          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
1023          */
1024 #ifdef DIAGNOSTIC
1025         if (prtrealloc)
1026                 printf("\n\tnew:");
1027 #endif
1028         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
1029                 bp = buflist->bs_children[i];
1030                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
1031                         /*
1032                          * The usual case is that a set of N-contiguous blocks
1033                          * that was just allocated has been replaced with a
1034                          * set of N+1-contiguous blocks. If they are marked as
1035                          * B_DELWRI, the current contents have not been written
1036                          * to disk. It is possible that the blocks were written
1037                          * earlier, but very uncommon. If the blocks have never
1038                          * been written, there is no need to send a BIO_DELETE
1039                          * for them when they are freed. The gain from avoiding
1040                          * the TRIMs for the common case of unwritten blocks
1041                          * far exceeds the cost of the write amplification for
1042                          * the uncommon case of failing to send a TRIM for the
1043                          * blocks that had been written.
1044                          */
1045                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp,
1046                             dbtofsb(fs, bp->b_blkno),
1047                             fs->fs_bsize, ip->i_number, vp->v_type, NULL,
1048                             (bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 ?
1049                             NOTRIM_KEY : SINGLETON_KEY);
1050                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
1051 #ifdef INVARIANTS
1052                 if (!ffs_checkblk(ip, dbtofsb(fs, bp->b_blkno), fs->fs_bsize))
1053                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
1054 #endif
1055 #ifdef DIAGNOSTIC
1056                 if (prtrealloc)
1057                         printf(" %jd,", (intmax_t)blkno);
1058 #endif
1059         }
1060 #ifdef DIAGNOSTIC
1061         if (prtrealloc) {
1062                 prtrealloc--;
1063                 printf("\n");
1064         }
1065 #endif
1066         return (0);
1067
1068 fail:
1069         if (ssize < len)
1070                 brelse(ebp);
1071         if (sbap != &ip->i_din2->di_db[0])
1072                 brelse(sbp);
1073         return (ENOSPC);
1074 }
1075
1076 /*
1077  * Allocate an inode in the filesystem.
1078  *
1079  * If allocating a directory, use ffs_dirpref to select the inode.
1080  * If allocating in a directory, the following hierarchy is followed:
1081  *   1) allocate the preferred inode.
1082  *   2) allocate an inode in the same cylinder group.
1083  *   3) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
1084  *      available inode is located.
1085  * If no inode preference is given the following hierarchy is used
1086  * to allocate an inode:
1087  *   1) allocate an inode in cylinder group 0.
1088  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
1089  *      available inode is located.
1090  */
1091 int
1092 ffs_valloc(pvp, mode, cred, vpp)
1093         struct vnode *pvp;
1094         int mode;
1095         struct ucred *cred;
1096         struct vnode **vpp;
1097 {
1098         struct inode *pip;
1099         struct fs *fs;
1100         struct inode *ip;
1101         struct timespec ts;
1102         struct ufsmount *ump;
1103         ino_t ino, ipref;
1104         u_int cg;
1105         int error, error1, reclaimed;
1106
1107         *vpp = NULL;
1108         pip = VTOI(pvp);
1109         ump = ITOUMP(pip);
1110         fs = ump->um_fs;
1111
1112         UFS_LOCK(ump);
1113         reclaimed = 0;
1114 retry:
1115         if (fs->fs_cstotal.cs_nifree == 0)
1116                 goto noinodes;
1117
1118         if ((mode & IFMT) == IFDIR)
1119                 ipref = ffs_dirpref(pip);
1120         else
1121                 ipref = pip->i_number;
1122         if (ipref >= fs->fs_ncg * fs->fs_ipg)
1123                 ipref = 0;
1124         cg = ino_to_cg(fs, ipref);
1125         /*
1126          * Track number of dirs created one after another
1127          * in a same cg without intervening by files.
1128          */
1129         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1130                 if (fs->fs_contigdirs[cg] < 255)
1131                         fs->fs_contigdirs[cg]++;
1132         } else {
1133                 if (fs->fs_contigdirs[cg] > 0)
1134                         fs->fs_contigdirs[cg]--;
1135         }
1136         ino = (ino_t)ffs_hashalloc(pip, cg, ipref, mode, 0,
1137                                         (allocfcn_t *)ffs_nodealloccg);
1138         if (ino == 0)
1139                 goto noinodes;
1140         error = ffs_vget(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp);
1141         if (error) {
1142                 error1 = ffs_vgetf(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp,
1143                     FFSV_FORCEINSMQ);
1144                 ffs_vfree(pvp, ino, mode);
1145                 if (error1 == 0) {
1146                         ip = VTOI(*vpp);
1147                         if (ip->i_mode)
1148                                 goto dup_alloc;
1149                         ip->i_flag |= IN_MODIFIED;
1150                         vput(*vpp);
1151                 }
1152                 return (error);
1153         }
1154         ip = VTOI(*vpp);
1155         if (ip->i_mode) {
1156 dup_alloc:
1157                 printf("mode = 0%o, inum = %ju, fs = %s\n",
1158                     ip->i_mode, (uintmax_t)ip->i_number, fs->fs_fsmnt);
1159                 panic("ffs_valloc: dup alloc");
1160         }
1161         if (DIP(ip, i_blocks) && (fs->fs_flags & FS_UNCLEAN) == 0) {  /* XXX */
1162                 printf("free inode %s/%lu had %ld blocks\n",
1163                     fs->fs_fsmnt, (u_long)ino, (long)DIP(ip, i_blocks));
1164                 DIP_SET(ip, i_blocks, 0);
1165         }
1166         ip->i_flags = 0;
1167         DIP_SET(ip, i_flags, 0);
1168         /*
1169          * Set up a new generation number for this inode.
1170          */
1171         while (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
1172                 ip->i_gen = arc4random();
1173         DIP_SET(ip, i_gen, ip->i_gen);
1174         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC) {
1175                 vfs_timestamp(&ts);
1176                 ip->i_din2->di_birthtime = ts.tv_sec;
1177                 ip->i_din2->di_birthnsec = ts.tv_nsec;
1178         }
1179         ufs_prepare_reclaim(*vpp);
1180         ip->i_flag = 0;
1181         (*vpp)->v_vflag = 0;
1182         (*vpp)->v_type = VNON;
1183         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC) {
1184                 (*vpp)->v_op = &ffs_vnodeops2;
1185                 ip->i_flag |= IN_UFS2;
1186         } else {
1187                 (*vpp)->v_op = &ffs_vnodeops1;
1188         }
1189         return (0);
1190 noinodes:
1191         if (reclaimed == 0) {
1192                 reclaimed = 1;
1193                 softdep_request_cleanup(fs, pvp, cred, FLUSH_INODES_WAIT);
1194                 goto retry;
1195         }
1196         if (ppsratecheck(&ump->um_last_fullmsg, &ump->um_secs_fullmsg, 1)) {
1197                 UFS_UNLOCK(ump);
1198                 ffs_fserr(fs, pip->i_number, "out of inodes");
1199                 uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n",
1200                     fs->fs_fsmnt);
1201         } else {
1202                 UFS_UNLOCK(ump);
1203         }
1204         return (ENOSPC);
1205 }
1206
1207 /*
1208  * Find a cylinder group to place a directory.
1209  *
1210  * The policy implemented by this algorithm is to allocate a
1211  * directory inode in the same cylinder group as its parent
1212  * directory, but also to reserve space for its files inodes
1213  * and data. Restrict the number of directories which may be
1214  * allocated one after another in the same cylinder group
1215  * without intervening allocation of files.
1216  *
1217  * If we allocate a first level directory then force allocation
1218  * in another cylinder group.
1219  */
1220 static ino_t
1221 ffs_dirpref(pip)
1222         struct inode *pip;
1223 {
1224         struct fs *fs;
1225         int cg, prefcg, dirsize, cgsize;
1226         u_int avgifree, avgbfree, avgndir, curdirsize;
1227         u_int minifree, minbfree, maxndir;
1228         u_int mincg, minndir;
1229         u_int maxcontigdirs;
1230
1231         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(pip)), MA_OWNED);
1232         fs = ITOFS(pip);
1233
1234         avgifree = fs->fs_cstotal.cs_nifree / fs->fs_ncg;
1235         avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1236         avgndir = fs->fs_cstotal.cs_ndir / fs->fs_ncg;
1237
1238         /*
1239          * Force allocation in another cg if creating a first level dir.
1240          */
1241         ASSERT_VOP_LOCKED(ITOV(pip), "ffs_dirpref");
1242         if (ITOV(pip)->v_vflag & VV_ROOT) {
1243                 prefcg = arc4random() % fs->fs_ncg;
1244                 mincg = prefcg;
1245                 minndir = fs->fs_ipg;
1246                 for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1247                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
1248                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree &&
1249                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1250                                 mincg = cg;
1251                                 minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
1252                         }
1253                 for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1254                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
1255                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree &&
1256                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1257                                 mincg = cg;
1258                                 minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
1259                         }
1260                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * mincg));
1261         }
1262
1263         /*
1264          * Count various limits which used for
1265          * optimal allocation of a directory inode.
1266          */
1267         maxndir = min(avgndir + fs->fs_ipg / 16, fs->fs_ipg);
1268         minifree = avgifree - avgifree / 4;
1269         if (minifree < 1)
1270                 minifree = 1;
1271         minbfree = avgbfree - avgbfree / 4;
1272         if (minbfree < 1)
1273                 minbfree = 1;
1274         cgsize = fs->fs_fsize * fs->fs_fpg;
1275         dirsize = fs->fs_avgfilesize * fs->fs_avgfpdir;
1276         curdirsize = avgndir ? (cgsize - avgbfree * fs->fs_bsize) / avgndir : 0;
1277         if (dirsize < curdirsize)
1278                 dirsize = curdirsize;
1279         if (dirsize <= 0)
1280                 maxcontigdirs = 0;              /* dirsize overflowed */
1281         else
1282                 maxcontigdirs = min((avgbfree * fs->fs_bsize) / dirsize, 255);
1283         if (fs->fs_avgfpdir > 0)
1284                 maxcontigdirs = min(maxcontigdirs,
1285                                     fs->fs_ipg / fs->fs_avgfpdir);
1286         if (maxcontigdirs == 0)
1287                 maxcontigdirs = 1;
1288
1289         /*
1290          * Limit number of dirs in one cg and reserve space for 
1291          * regular files, but only if we have no deficit in
1292          * inodes or space.
1293          *
1294          * We are trying to find a suitable cylinder group nearby
1295          * our preferred cylinder group to place a new directory.
1296          * We scan from our preferred cylinder group forward looking
1297          * for a cylinder group that meets our criterion. If we get
1298          * to the final cylinder group and do not find anything,
1299          * we start scanning forwards from the beginning of the
1300          * filesystem. While it might seem sensible to start scanning
1301          * backwards or even to alternate looking forward and backward,
1302          * this approach fails badly when the filesystem is nearly full.
1303          * Specifically, we first search all the areas that have no space
1304          * and finally try the one preceding that. We repeat this on
1305          * every request and in the case of the final block end up
1306          * searching the entire filesystem. By jumping to the front
1307          * of the filesystem, our future forward searches always look
1308          * in new cylinder groups so finds every possible block after
1309          * one pass over the filesystem.
1310          */
1311         prefcg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
1312         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1313                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
1314                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
1315                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
1316                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
1317                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1318                 }
1319         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1320                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
1321                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
1322                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
1323                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
1324                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1325                 }
1326         /*
1327          * This is a backstop when we have deficit in space.
1328          */
1329         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1330                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
1331                         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1332         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1333                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
1334                         break;
1335         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1336 }
1337
1338 /*
1339  * Select the desired position for the next block in a file.  The file is
1340  * logically divided into sections. The first section is composed of the
1341  * direct blocks and the next fs_maxbpg blocks. Each additional section
1342  * contains fs_maxbpg blocks.
1343  *
1344  * If no blocks have been allocated in the first section, the policy is to
1345  * request a block in the same cylinder group as the inode that describes
1346  * the file. The first indirect is allocated immediately following the last
1347  * direct block and the data blocks for the first indirect immediately
1348  * follow it.
1349  *
1350  * If no blocks have been allocated in any other section, the indirect 
1351  * block(s) are allocated in the same cylinder group as its inode in an
1352  * area reserved immediately following the inode blocks. The policy for
1353  * the data blocks is to place them in a cylinder group with a greater than
1354  * average number of free blocks. An appropriate cylinder group is found
1355  * by using a rotor that sweeps the cylinder groups. When a new group of
1356  * blocks is needed, the sweep begins in the cylinder group following the
1357  * cylinder group from which the previous allocation was made. The sweep
1358  * continues until a cylinder group with greater than the average number
1359  * of free blocks is found. If the allocation is for the first block in an
1360  * indirect block or the previous block is a hole, then the information on
1361  * the previous allocation is unavailable; here a best guess is made based
1362  * on the logical block number being allocated.
1363  *
1364  * If a section is already partially allocated, the policy is to
1365  * allocate blocks contiguously within the section if possible.
1366  */
1367 ufs2_daddr_t
1368 ffs_blkpref_ufs1(ip, lbn, indx, bap)
1369         struct inode *ip;
1370         ufs_lbn_t lbn;
1371         int indx;
1372         ufs1_daddr_t *bap;
1373 {
1374         struct fs *fs;
1375         u_int cg, inocg;
1376         u_int avgbfree, startcg;
1377         ufs2_daddr_t pref, prevbn;
1378
1379         KASSERT(indx <= 0 || bap != NULL, ("need non-NULL bap"));
1380         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(ip)), MA_OWNED);
1381         fs = ITOFS(ip);
1382         /*
1383          * Allocation of indirect blocks is indicated by passing negative
1384          * values in indx: -1 for single indirect, -2 for double indirect,
1385          * -3 for triple indirect. As noted below, we attempt to allocate
1386          * the first indirect inline with the file data. For all later
1387          * indirect blocks, the data is often allocated in other cylinder
1388          * groups. However to speed random file access and to speed up
1389          * fsck, the filesystem reserves the first fs_metaspace blocks
1390          * (typically half of fs_minfree) of the data area of each cylinder
1391          * group to hold these later indirect blocks.
1392          */
1393         inocg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
1394         if (indx < 0) {
1395                 /*
1396                  * Our preference for indirect blocks is the zone at the
1397                  * beginning of the inode's cylinder group data area that
1398                  * we try to reserve for indirect blocks.
1399                  */
1400                 pref = cgmeta(fs, inocg);
1401                 /*
1402                  * If we are allocating the first indirect block, try to
1403                  * place it immediately following the last direct block.
1404                  */
1405                 if (indx == -1 && lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs) &&
1406                     ip->i_din1->di_db[UFS_NDADDR - 1] != 0)
1407                         pref = ip->i_din1->di_db[UFS_NDADDR - 1] + fs->fs_frag;
1408                 return (pref);
1409         }
1410         /*
1411          * If we are allocating the first data block in the first indirect
1412          * block and the indirect has been allocated in the data block area,
1413          * try to place it immediately following the indirect block.
1414          */
1415         if (lbn == UFS_NDADDR) {
1416                 pref = ip->i_din1->di_ib[0];
1417                 if (pref != 0 && pref >= cgdata(fs, inocg) &&
1418                     pref < cgbase(fs, inocg + 1))
1419                         return (pref + fs->fs_frag);
1420         }
1421         /*
1422          * If we are at the beginning of a file, or we have already allocated
1423          * the maximum number of blocks per cylinder group, or we do not
1424          * have a block allocated immediately preceding us, then we need
1425          * to decide where to start allocating new blocks.
1426          */
1427         if (indx ==  0) {
1428                 prevbn = 0;
1429         } else {
1430                 prevbn = bap[indx - 1];
1431                 if (UFS_CHECK_BLKNO(ITOVFS(ip), ip->i_number, prevbn,
1432                     fs->fs_bsize) != 0)
1433                         prevbn = 0;
1434         }
1435         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || prevbn == 0) {
1436                 /*
1437                  * If we are allocating a directory data block, we want
1438                  * to place it in the metadata area.
1439                  */
1440                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR)
1441                         return (cgmeta(fs, inocg));
1442                 /*
1443                  * Until we fill all the direct and all the first indirect's
1444                  * blocks, we try to allocate in the data area of the inode's
1445                  * cylinder group.
1446                  */
1447                 if (lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs))
1448                         return (cgdata(fs, inocg));
1449                 /*
1450                  * Find a cylinder with greater than average number of
1451                  * unused data blocks.
1452                  */
1453                 if (indx == 0 || prevbn == 0)
1454                         startcg = inocg + lbn / fs->fs_maxbpg;
1455                 else
1456                         startcg = dtog(fs, prevbn) + 1;
1457                 startcg %= fs->fs_ncg;
1458                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1459                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1460                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1461                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1462                                 return (cgdata(fs, cg));
1463                         }
1464                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
1465                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1466                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1467                                 return (cgdata(fs, cg));
1468                         }
1469                 return (0);
1470         }
1471         /*
1472          * Otherwise, we just always try to lay things out contiguously.
1473          */
1474         return (prevbn + fs->fs_frag);
1475 }
1476
1477 /*
1478  * Same as above, but for UFS2
1479  */
1480 ufs2_daddr_t
1481 ffs_blkpref_ufs2(ip, lbn, indx, bap)
1482         struct inode *ip;
1483         ufs_lbn_t lbn;
1484         int indx;
1485         ufs2_daddr_t *bap;
1486 {
1487         struct fs *fs;
1488         u_int cg, inocg;
1489         u_int avgbfree, startcg;
1490         ufs2_daddr_t pref, prevbn;
1491
1492         KASSERT(indx <= 0 || bap != NULL, ("need non-NULL bap"));
1493         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(ip)), MA_OWNED);
1494         fs = ITOFS(ip);
1495         /*
1496          * Allocation of indirect blocks is indicated by passing negative
1497          * values in indx: -1 for single indirect, -2 for double indirect,
1498          * -3 for triple indirect. As noted below, we attempt to allocate
1499          * the first indirect inline with the file data. For all later
1500          * indirect blocks, the data is often allocated in other cylinder
1501          * groups. However to speed random file access and to speed up
1502          * fsck, the filesystem reserves the first fs_metaspace blocks
1503          * (typically half of fs_minfree) of the data area of each cylinder
1504          * group to hold these later indirect blocks.
1505          */
1506         inocg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
1507         if (indx < 0) {
1508                 /*
1509                  * Our preference for indirect blocks is the zone at the
1510                  * beginning of the inode's cylinder group data area that
1511                  * we try to reserve for indirect blocks.
1512                  */
1513                 pref = cgmeta(fs, inocg);
1514                 /*
1515                  * If we are allocating the first indirect block, try to
1516                  * place it immediately following the last direct block.
1517                  */
1518                 if (indx == -1 && lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs) &&
1519                     ip->i_din2->di_db[UFS_NDADDR - 1] != 0)
1520                         pref = ip->i_din2->di_db[UFS_NDADDR - 1] + fs->fs_frag;
1521                 return (pref);
1522         }
1523         /*
1524          * If we are allocating the first data block in the first indirect
1525          * block and the indirect has been allocated in the data block area,
1526          * try to place it immediately following the indirect block.
1527          */
1528         if (lbn == UFS_NDADDR) {
1529                 pref = ip->i_din2->di_ib[0];
1530                 if (pref != 0 && pref >= cgdata(fs, inocg) &&
1531                     pref < cgbase(fs, inocg + 1))
1532                         return (pref + fs->fs_frag);
1533         }
1534         /*
1535          * If we are at the beginning of a file, or we have already allocated
1536          * the maximum number of blocks per cylinder group, or we do not
1537          * have a block allocated immediately preceding us, then we need
1538          * to decide where to start allocating new blocks.
1539          */
1540         if (indx ==  0) {
1541                 prevbn = 0;
1542         } else {
1543                 prevbn = bap[indx - 1];
1544                 if (UFS_CHECK_BLKNO(ITOVFS(ip), ip->i_number, prevbn,
1545                     fs->fs_bsize) != 0)
1546                         prevbn = 0;
1547         }
1548         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || prevbn == 0) {
1549                 /*
1550                  * If we are allocating a directory data block, we want
1551                  * to place it in the metadata area.
1552                  */
1553                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR)
1554                         return (cgmeta(fs, inocg));
1555                 /*
1556                  * Until we fill all the direct and all the first indirect's
1557                  * blocks, we try to allocate in the data area of the inode's
1558                  * cylinder group.
1559                  */
1560                 if (lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs))
1561                         return (cgdata(fs, inocg));
1562                 /*
1563                  * Find a cylinder with greater than average number of
1564                  * unused data blocks.
1565                  */
1566                 if (indx == 0 || prevbn == 0)
1567                         startcg = inocg + lbn / fs->fs_maxbpg;
1568                 else
1569                         startcg = dtog(fs, prevbn) + 1;
1570                 startcg %= fs->fs_ncg;
1571                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1572                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1573                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1574                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1575                                 return (cgdata(fs, cg));
1576                         }
1577                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
1578                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1579                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1580                                 return (cgdata(fs, cg));
1581                         }
1582                 return (0);
1583         }
1584         /*
1585          * Otherwise, we just always try to lay things out contiguously.
1586          */
1587         return (prevbn + fs->fs_frag);
1588 }
1589
1590 /*
1591  * Implement the cylinder overflow algorithm.
1592  *
1593  * The policy implemented by this algorithm is:
1594  *   1) allocate the block in its requested cylinder group.
1595  *   2) quadradically rehash on the cylinder group number.
1596  *   3) brute force search for a free block.
1597  *
1598  * Must be called with the UFS lock held.  Will release the lock on success
1599  * and return with it held on failure.
1600  */
1601 /*VARARGS5*/
1602 static ufs2_daddr_t
1603 ffs_hashalloc(ip, cg, pref, size, rsize, allocator)
1604         struct inode *ip;
1605         u_int cg;
1606         ufs2_daddr_t pref;
1607         int size;       /* Search size for data blocks, mode for inodes */
1608         int rsize;      /* Real allocated size. */
1609         allocfcn_t *allocator;
1610 {
1611         struct fs *fs;
1612         ufs2_daddr_t result;
1613         u_int i, icg = cg;
1614
1615         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(ip)), MA_OWNED);
1616 #ifdef INVARIANTS
1617         if (ITOV(ip)->v_mount->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPENDED)
1618                 panic("ffs_hashalloc: allocation on suspended filesystem");
1619 #endif
1620         fs = ITOFS(ip);
1621         /*
1622          * 1: preferred cylinder group
1623          */
1624         result = (*allocator)(ip, cg, pref, size, rsize);
1625         if (result)
1626                 return (result);
1627         /*
1628          * 2: quadratic rehash
1629          */
1630         for (i = 1; i < fs->fs_ncg; i *= 2) {
1631                 cg += i;
1632                 if (cg >= fs->fs_ncg)
1633                         cg -= fs->fs_ncg;
1634                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size, rsize);
1635                 if (result)
1636                         return (result);
1637         }
1638         /*
1639          * 3: brute force search
1640          * Note that we start at i == 2, since 0 was checked initially,
1641          * and 1 is always checked in the quadratic rehash.
1642          */
1643         cg = (icg + 2) % fs->fs_ncg;
1644         for (i = 2; i < fs->fs_ncg; i++) {
1645                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size, rsize);
1646                 if (result)
1647                         return (result);
1648                 cg++;
1649                 if (cg == fs->fs_ncg)
1650                         cg = 0;
1651         }
1652         return (0);
1653 }
1654
1655 /*
1656  * Determine whether a fragment can be extended.
1657  *
1658  * Check to see if the necessary fragments are available, and
1659  * if they are, allocate them.
1660  */
1661 static ufs2_daddr_t
1662 ffs_fragextend(ip, cg, bprev, osize, nsize)
1663         struct inode *ip;
1664         u_int cg;
1665         ufs2_daddr_t bprev;
1666         int osize, nsize;
1667 {
1668         struct fs *fs;
1669         struct cg *cgp;
1670         struct buf *bp;
1671         struct ufsmount *ump;
1672         int nffree;
1673         long bno;
1674         int frags, bbase;
1675         int i, error;
1676         u_int8_t *blksfree;
1677
1678         ump = ITOUMP(ip);
1679         fs = ump->um_fs;
1680         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree < numfrags(fs, nsize - osize))
1681                 return (0);
1682         frags = numfrags(fs, nsize);
1683         bbase = fragnum(fs, bprev);
1684         if (bbase > fragnum(fs, (bprev + frags - 1))) {
1685                 /* cannot extend across a block boundary */
1686                 return (0);
1687         }
1688         UFS_UNLOCK(ump);
1689         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0)
1690                 goto fail;
1691         bno = dtogd(fs, bprev);
1692         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1693         for (i = numfrags(fs, osize); i < frags; i++)
1694                 if (isclr(blksfree, bno + i))
1695                         goto fail;
1696         /*
1697          * the current fragment can be extended
1698          * deduct the count on fragment being extended into
1699          * increase the count on the remaining fragment (if any)
1700          * allocate the extended piece
1701          */
1702         for (i = frags; i < fs->fs_frag - bbase; i++)
1703                 if (isclr(blksfree, bno + i))
1704                         break;
1705         cgp->cg_frsum[i - numfrags(fs, osize)]--;
1706         if (i != frags)
1707                 cgp->cg_frsum[i - frags]++;
1708         for (i = numfrags(fs, osize), nffree = 0; i < frags; i++) {
1709                 clrbit(blksfree, bno + i);
1710                 cgp->cg_cs.cs_nffree--;
1711                 nffree++;
1712         }
1713         UFS_LOCK(ump);
1714         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= nffree;
1715         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= nffree;
1716         fs->fs_fmod = 1;
1717         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1718         UFS_UNLOCK(ump);
1719         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1720                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), bprev,
1721                     frags, numfrags(fs, osize));
1722         bdwrite(bp);
1723         return (bprev);
1724
1725 fail:
1726         brelse(bp);
1727         UFS_LOCK(ump);
1728         return (0);
1729
1730 }
1731
1732 /*
1733  * Determine whether a block can be allocated.
1734  *
1735  * Check to see if a block of the appropriate size is available,
1736  * and if it is, allocate it.
1737  */
1738 static ufs2_daddr_t
1739 ffs_alloccg(ip, cg, bpref, size, rsize)
1740         struct inode *ip;
1741         u_int cg;
1742         ufs2_daddr_t bpref;
1743         int size;
1744         int rsize;
1745 {
1746         struct fs *fs;
1747         struct cg *cgp;
1748         struct buf *bp;
1749         struct ufsmount *ump;
1750         ufs1_daddr_t bno;
1751         ufs2_daddr_t blkno;
1752         int i, allocsiz, error, frags;
1753         u_int8_t *blksfree;
1754
1755         ump = ITOUMP(ip);
1756         fs = ump->um_fs;
1757         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize)
1758                 return (0);
1759         UFS_UNLOCK(ump);
1760         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0 ||
1761            (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize))
1762                 goto fail;
1763         if (size == fs->fs_bsize) {
1764                 UFS_LOCK(ump);
1765                 blkno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, rsize);
1766                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
1767                 UFS_UNLOCK(ump);
1768                 bdwrite(bp);
1769                 return (blkno);
1770         }
1771         /*
1772          * check to see if any fragments are already available
1773          * allocsiz is the size which will be allocated, hacking
1774          * it down to a smaller size if necessary
1775          */
1776         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1777         frags = numfrags(fs, size);
1778         for (allocsiz = frags; allocsiz < fs->fs_frag; allocsiz++)
1779                 if (cgp->cg_frsum[allocsiz] != 0)
1780                         break;
1781         if (allocsiz == fs->fs_frag) {
1782                 /*
1783                  * no fragments were available, so a block will be
1784                  * allocated, and hacked up
1785                  */
1786                 if (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0)
1787                         goto fail;
1788                 UFS_LOCK(ump);
1789                 blkno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, rsize);
1790                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
1791                 UFS_UNLOCK(ump);
1792                 bdwrite(bp);
1793                 return (blkno);
1794         }
1795         KASSERT(size == rsize,
1796             ("ffs_alloccg: size(%d) != rsize(%d)", size, rsize));
1797         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz);
1798         if (bno < 0)
1799                 goto fail;
1800         for (i = 0; i < frags; i++)
1801                 clrbit(blksfree, bno + i);
1802         cgp->cg_cs.cs_nffree -= frags;
1803         cgp->cg_frsum[allocsiz]--;
1804         if (frags != allocsiz)
1805                 cgp->cg_frsum[allocsiz - frags]++;
1806         UFS_LOCK(ump);
1807         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= frags;
1808         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= frags;
1809         fs->fs_fmod = 1;
1810         blkno = cgbase(fs, cg) + bno;
1811         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1812         UFS_UNLOCK(ump);
1813         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1814                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), blkno, frags, 0);
1815         bdwrite(bp);
1816         return (blkno);
1817
1818 fail:
1819         brelse(bp);
1820         UFS_LOCK(ump);
1821         return (0);
1822 }
1823
1824 /*
1825  * Allocate a block in a cylinder group.
1826  *
1827  * This algorithm implements the following policy:
1828  *   1) allocate the requested block.
1829  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
1830  *   3) allocate the next available block on the block rotor for the
1831  *      specified cylinder group.
1832  * Note that this routine only allocates fs_bsize blocks; these
1833  * blocks may be fragmented by the routine that allocates them.
1834  */
1835 static ufs2_daddr_t
1836 ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, size)
1837         struct inode *ip;
1838         struct buf *bp;
1839         ufs2_daddr_t bpref;
1840         int size;
1841 {
1842         struct fs *fs;
1843         struct cg *cgp;
1844         struct ufsmount *ump;
1845         ufs1_daddr_t bno;
1846         ufs2_daddr_t blkno;
1847         u_int8_t *blksfree;
1848         int i, cgbpref;
1849
1850         ump = ITOUMP(ip);
1851         fs = ump->um_fs;
1852         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
1853         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1854         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1855         if (bpref == 0) {
1856                 bpref = cgbase(fs, cgp->cg_cgx) + cgp->cg_rotor + fs->fs_frag;
1857         } else if ((cgbpref = dtog(fs, bpref)) != cgp->cg_cgx) {
1858                 /* map bpref to correct zone in this cg */
1859                 if (bpref < cgdata(fs, cgbpref))
1860                         bpref = cgmeta(fs, cgp->cg_cgx);
1861                 else
1862                         bpref = cgdata(fs, cgp->cg_cgx);
1863         }
1864         /*
1865          * if the requested block is available, use it
1866          */
1867         bno = dtogd(fs, blknum(fs, bpref));
1868         if (ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, bno)))
1869                 goto gotit;
1870         /*
1871          * Take the next available block in this cylinder group.
1872          */
1873         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, (int)fs->fs_frag);
1874         if (bno < 0)
1875                 return (0);
1876         /* Update cg_rotor only if allocated from the data zone */
1877         if (bno >= dtogd(fs, cgdata(fs, cgp->cg_cgx)))
1878                 cgp->cg_rotor = bno;
1879 gotit:
1880         blkno = fragstoblks(fs, bno);
1881         ffs_clrblock(fs, blksfree, (long)blkno);
1882         ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, -1);
1883         cgp->cg_cs.cs_nbfree--;
1884         fs->fs_cstotal.cs_nbfree--;
1885         fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nbfree--;
1886         fs->fs_fmod = 1;
1887         blkno = cgbase(fs, cgp->cg_cgx) + bno;
1888         /*
1889          * If the caller didn't want the whole block free the frags here.
1890          */
1891         size = numfrags(fs, size);
1892         if (size != fs->fs_frag) {
1893                 bno = dtogd(fs, blkno);
1894                 for (i = size; i < fs->fs_frag; i++)
1895                         setbit(blksfree, bno + i);
1896                 i = fs->fs_frag - size;
1897                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
1898                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
1899                 fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nffree += i;
1900                 fs->fs_fmod = 1;
1901                 cgp->cg_frsum[i]++;
1902         }
1903         /* XXX Fixme. */
1904         UFS_UNLOCK(ump);
1905         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1906                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), blkno, size, 0);
1907         UFS_LOCK(ump);
1908         return (blkno);
1909 }
1910
1911 /*
1912  * Determine whether a cluster can be allocated.
1913  *
1914  * We do not currently check for optimal rotational layout if there
1915  * are multiple choices in the same cylinder group. Instead we just
1916  * take the first one that we find following bpref.
1917  */
1918 static ufs2_daddr_t
1919 ffs_clusteralloc(ip, cg, bpref, len)
1920         struct inode *ip;
1921         u_int cg;
1922         ufs2_daddr_t bpref;
1923         int len;
1924 {
1925         struct fs *fs;
1926         struct cg *cgp;
1927         struct buf *bp;
1928         struct ufsmount *ump;
1929         int i, run, bit, map, got, error;
1930         ufs2_daddr_t bno;
1931         u_char *mapp;
1932         int32_t *lp;
1933         u_int8_t *blksfree;
1934
1935         ump = ITOUMP(ip);
1936         fs = ump->um_fs;
1937         if (fs->fs_maxcluster[cg] < len)
1938                 return (0);
1939         UFS_UNLOCK(ump);
1940         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0) {
1941                 UFS_LOCK(ump);
1942                 return (0);
1943         }
1944         /*
1945          * Check to see if a cluster of the needed size (or bigger) is
1946          * available in this cylinder group.
1947          */
1948         lp = &cg_clustersum(cgp)[len];
1949         for (i = len; i <= fs->fs_contigsumsize; i++)
1950                 if (*lp++ > 0)
1951                         break;
1952         if (i > fs->fs_contigsumsize) {
1953                 /*
1954                  * This is the first time looking for a cluster in this
1955                  * cylinder group. Update the cluster summary information
1956                  * to reflect the true maximum sized cluster so that
1957                  * future cluster allocation requests can avoid reading
1958                  * the cylinder group map only to find no clusters.
1959                  */
1960                 lp = &cg_clustersum(cgp)[len - 1];
1961                 for (i = len - 1; i > 0; i--)
1962                         if (*lp-- > 0)
1963                                 break;
1964                 UFS_LOCK(ump);
1965                 fs->fs_maxcluster[cg] = i;
1966                 brelse(bp);
1967                 return (0);
1968         }
1969         /*
1970          * Search the cluster map to find a big enough cluster.
1971          * We take the first one that we find, even if it is larger
1972          * than we need as we prefer to get one close to the previous
1973          * block allocation. We do not search before the current
1974          * preference point as we do not want to allocate a block
1975          * that is allocated before the previous one (as we will
1976          * then have to wait for another pass of the elevator
1977          * algorithm before it will be read). We prefer to fail and
1978          * be recalled to try an allocation in the next cylinder group.
1979          */
1980         if (dtog(fs, bpref) != cg)
1981                 bpref = cgdata(fs, cg);
1982         else
1983                 bpref = blknum(fs, bpref);
1984         bpref = fragstoblks(fs, dtogd(fs, bpref));
1985         mapp = &cg_clustersfree(cgp)[bpref / NBBY];
1986         map = *mapp++;
1987         bit = 1 << (bpref % NBBY);
1988         for (run = 0, got = bpref; got < cgp->cg_nclusterblks; got++) {
1989                 if ((map & bit) == 0) {
1990                         run = 0;
1991                 } else {
1992                         run++;
1993                         if (run == len)
1994                                 break;
1995                 }
1996                 if ((got & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1)) {
1997                         bit <<= 1;
1998                 } else {
1999                         map = *mapp++;
2000                         bit = 1;
2001                 }
2002         }
2003         if (got >= cgp->cg_nclusterblks) {
2004                 UFS_LOCK(ump);
2005                 brelse(bp);
2006                 return (0);
2007         }
2008         /*
2009          * Allocate the cluster that we have found.
2010          */
2011         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2012         for (i = 1; i <= len; i++)
2013                 if (!ffs_isblock(fs, blksfree, got - run + i))
2014                         panic("ffs_clusteralloc: map mismatch");
2015         bno = cgbase(fs, cg) + blkstofrags(fs, got - run + 1);
2016         if (dtog(fs, bno) != cg)
2017                 panic("ffs_clusteralloc: allocated out of group");
2018         len = blkstofrags(fs, len);
2019         UFS_LOCK(ump);
2020         for (i = 0; i < len; i += fs->fs_frag)
2021                 if (ffs_alloccgblk(ip, bp, bno + i, fs->fs_bsize) != bno + i)
2022                         panic("ffs_clusteralloc: lost block");
2023         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2024         UFS_UNLOCK(ump);
2025         bdwrite(bp);
2026         return (bno);
2027 }
2028
2029 static inline struct buf *
2030 getinobuf(struct inode *ip, u_int cg, u_int32_t cginoblk, int gbflags)
2031 {
2032         struct fs *fs;
2033
2034         fs = ITOFS(ip);
2035         return (getblk(ITODEVVP(ip), fsbtodb(fs, ino_to_fsba(fs,
2036             cg * fs->fs_ipg + cginoblk)), (int)fs->fs_bsize, 0, 0,
2037             gbflags));
2038 }
2039
2040 /*
2041  * Synchronous inode initialization is needed only when barrier writes do not
2042  * work as advertised, and will impose a heavy cost on file creation in a newly
2043  * created filesystem.
2044  */
2045 static int doasyncinodeinit = 1;
2046 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doasyncinodeinit, CTLFLAG_RWTUN,
2047     &doasyncinodeinit, 0,
2048     "Perform inode block initialization using asynchronous writes");
2049
2050 /*
2051  * Determine whether an inode can be allocated.
2052  *
2053  * Check to see if an inode is available, and if it is,
2054  * allocate it using the following policy:
2055  *   1) allocate the requested inode.
2056  *   2) allocate the next available inode after the requested
2057  *      inode in the specified cylinder group.
2058  */
2059 static ufs2_daddr_t
2060 ffs_nodealloccg(ip, cg, ipref, mode, unused)
2061         struct inode *ip;
2062         u_int cg;
2063         ufs2_daddr_t ipref;
2064         int mode;
2065         int unused;
2066 {
2067         struct fs *fs;
2068         struct cg *cgp;
2069         struct buf *bp, *ibp;
2070         struct ufsmount *ump;
2071         u_int8_t *inosused, *loc;
2072         struct ufs2_dinode *dp2;
2073         int error, start, len, i;
2074         u_int32_t old_initediblk;
2075
2076         ump = ITOUMP(ip);
2077         fs = ump->um_fs;
2078 check_nifree:
2079         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree == 0)
2080                 return (0);
2081         UFS_UNLOCK(ump);
2082         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0) {
2083                 UFS_LOCK(ump);
2084                 return (0);
2085         }
2086 restart:
2087         if (cgp->cg_cs.cs_nifree == 0) {
2088                 brelse(bp);
2089                 UFS_LOCK(ump);
2090                 return (0);
2091         }
2092         inosused = cg_inosused(cgp);
2093         if (ipref) {
2094                 ipref %= fs->fs_ipg;
2095                 if (isclr(inosused, ipref))
2096                         goto gotit;
2097         }
2098         start = cgp->cg_irotor / NBBY;
2099         len = howmany(fs->fs_ipg - cgp->cg_irotor, NBBY);
2100         loc = memcchr(&inosused[start], 0xff, len);
2101         if (loc == NULL) {
2102                 len = start + 1;
2103                 start = 0;
2104                 loc = memcchr(&inosused[start], 0xff, len);
2105                 if (loc == NULL) {
2106                         printf("cg = %d, irotor = %ld, fs = %s\n",
2107                             cg, (long)cgp->cg_irotor, fs->fs_fsmnt);
2108                         panic("ffs_nodealloccg: map corrupted");
2109                         /* NOTREACHED */
2110                 }
2111         }
2112         ipref = (loc - inosused) * NBBY + ffs(~*loc) - 1;
2113 gotit:
2114         /*
2115          * Check to see if we need to initialize more inodes.
2116          */
2117         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC &&
2118             ipref + INOPB(fs) > cgp->cg_initediblk &&
2119             cgp->cg_initediblk < cgp->cg_niblk) {
2120                 old_initediblk = cgp->cg_initediblk;
2121
2122                 /*
2123                  * Free the cylinder group lock before writing the
2124                  * initialized inode block.  Entering the
2125                  * babarrierwrite() with the cylinder group lock
2126                  * causes lock order violation between the lock and
2127                  * snaplk.
2128                  *
2129                  * Another thread can decide to initialize the same
2130                  * inode block, but whichever thread first gets the
2131                  * cylinder group lock after writing the newly
2132                  * allocated inode block will update it and the other
2133                  * will realize that it has lost and leave the
2134                  * cylinder group unchanged.
2135                  */
2136                 ibp = getinobuf(ip, cg, old_initediblk, GB_LOCK_NOWAIT);
2137                 brelse(bp);
2138                 if (ibp == NULL) {
2139                         /*
2140                          * The inode block buffer is already owned by
2141                          * another thread, which must initialize it.
2142                          * Wait on the buffer to allow another thread
2143                          * to finish the updates, with dropped cg
2144                          * buffer lock, then retry.
2145                          */
2146                         ibp = getinobuf(ip, cg, old_initediblk, 0);
2147                         brelse(ibp);
2148                         UFS_LOCK(ump);
2149                         goto check_nifree;
2150                 }
2151                 bzero(ibp->b_data, (int)fs->fs_bsize);
2152                 dp2 = (struct ufs2_dinode *)(ibp->b_data);
2153                 for (i = 0; i < INOPB(fs); i++) {
2154                         while (dp2->di_gen == 0)
2155                                 dp2->di_gen = arc4random();
2156                         dp2++;
2157                 }
2158
2159                 /*
2160                  * Rather than adding a soft updates dependency to ensure
2161                  * that the new inode block is written before it is claimed
2162                  * by the cylinder group map, we just do a barrier write
2163                  * here. The barrier write will ensure that the inode block
2164                  * gets written before the updated cylinder group map can be
2165                  * written. The barrier write should only slow down bulk
2166                  * loading of newly created filesystems.
2167                  */
2168                 if (doasyncinodeinit)
2169                         babarrierwrite(ibp);
2170                 else
2171                         bwrite(ibp);
2172
2173                 /*
2174                  * After the inode block is written, try to update the
2175                  * cg initediblk pointer.  If another thread beat us
2176                  * to it, then leave it unchanged as the other thread
2177                  * has already set it correctly.
2178                  */
2179                 error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, &bp, &cgp);
2180                 UFS_LOCK(ump);
2181                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
2182                 UFS_UNLOCK(ump);
2183                 if (error != 0)
2184                         return (error);
2185                 if (cgp->cg_initediblk == old_initediblk)
2186                         cgp->cg_initediblk += INOPB(fs);
2187                 goto restart;
2188         }
2189         cgp->cg_irotor = ipref;
2190         UFS_LOCK(ump);
2191         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2192         setbit(inosused, ipref);
2193         cgp->cg_cs.cs_nifree--;
2194         fs->fs_cstotal.cs_nifree--;
2195         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree--;
2196         fs->fs_fmod = 1;
2197         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
2198                 cgp->cg_cs.cs_ndir++;
2199                 fs->fs_cstotal.cs_ndir++;
2200                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir++;
2201         }
2202         UFS_UNLOCK(ump);
2203         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
2204                 softdep_setup_inomapdep(bp, ip, cg * fs->fs_ipg + ipref, mode);
2205         bdwrite(bp);
2206         return ((ino_t)(cg * fs->fs_ipg + ipref));
2207 }
2208
2209 /*
2210  * Free a block or fragment.
2211  *
2212  * The specified block or fragment is placed back in the
2213  * free map. If a fragment is deallocated, a possible
2214  * block reassembly is checked.
2215  */
2216 static void
2217 ffs_blkfree_cg(ump, fs, devvp, bno, size, inum, dephd)
2218         struct ufsmount *ump;
2219         struct fs *fs;
2220         struct vnode *devvp;
2221         ufs2_daddr_t bno;
2222         long size;
2223         ino_t inum;
2224         struct workhead *dephd;
2225 {
2226         struct mount *mp;
2227         struct cg *cgp;
2228         struct buf *bp;
2229         ufs1_daddr_t fragno, cgbno;
2230         int i, blk, frags, bbase, error;
2231         u_int cg;
2232         u_int8_t *blksfree;
2233         struct cdev *dev;
2234
2235         cg = dtog(fs, bno);
2236         if (devvp->v_type == VREG) {
2237                 /* devvp is a snapshot */
2238                 MPASS(devvp->v_mount->mnt_data == ump);
2239                 dev = ump->um_devvp->v_rdev;
2240         } else if (devvp->v_type == VCHR) {
2241                 /* devvp is a normal disk device */
2242                 dev = devvp->v_rdev;
2243                 ASSERT_VOP_LOCKED(devvp, "ffs_blkfree_cg");
2244         } else
2245                 return;
2246 #ifdef INVARIANTS
2247         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0 ||
2248             fragnum(fs, bno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag) {
2249                 printf("dev=%s, bno = %jd, bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
2250                     devtoname(dev), (intmax_t)bno, (long)fs->fs_bsize,
2251                     size, fs->fs_fsmnt);
2252                 panic("ffs_blkfree_cg: bad size");
2253         }
2254 #endif
2255         if ((u_int)bno >= fs->fs_size) {
2256                 printf("bad block %jd, ino %lu\n", (intmax_t)bno,
2257                     (u_long)inum);
2258                 ffs_fserr(fs, inum, "bad block");
2259                 return;
2260         }
2261         if ((error = ffs_getcg(fs, devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0)
2262                 return;
2263         cgbno = dtogd(fs, bno);
2264         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2265         UFS_LOCK(ump);
2266         if (size == fs->fs_bsize) {
2267                 fragno = fragstoblks(fs, cgbno);
2268                 if (!ffs_isfreeblock(fs, blksfree, fragno)) {
2269                         if (devvp->v_type == VREG) {
2270                                 UFS_UNLOCK(ump);
2271                                 /* devvp is a snapshot */
2272                                 brelse(bp);
2273                                 return;
2274                         }
2275                         printf("dev = %s, block = %jd, fs = %s\n",
2276                             devtoname(dev), (intmax_t)bno, fs->fs_fsmnt);
2277                         panic("ffs_blkfree_cg: freeing free block");
2278                 }
2279                 ffs_setblock(fs, blksfree, fragno);
2280                 ffs_clusteracct(fs, cgp, fragno, 1);
2281                 cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
2282                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
2283                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
2284         } else {
2285                 bbase = cgbno - fragnum(fs, cgbno);
2286                 /*
2287                  * decrement the counts associated with the old frags
2288                  */
2289                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
2290                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, -1);
2291                 /*
2292                  * deallocate the fragment
2293                  */
2294                 frags = numfrags(fs, size);
2295                 for (i = 0; i < frags; i++) {
2296                         if (isset(blksfree, cgbno + i)) {
2297                                 printf("dev = %s, block = %jd, fs = %s\n",
2298                                     devtoname(dev), (intmax_t)(bno + i),
2299                                     fs->fs_fsmnt);
2300                                 panic("ffs_blkfree_cg: freeing free frag");
2301                         }
2302                         setbit(blksfree, cgbno + i);
2303                 }
2304                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
2305                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
2306                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree += i;
2307                 /*
2308                  * add back in counts associated with the new frags
2309                  */
2310                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
2311                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, 1);
2312                 /*
2313                  * if a complete block has been reassembled, account for it
2314                  */
2315                 fragno = fragstoblks(fs, bbase);
2316                 if (ffs_isblock(fs, blksfree, fragno)) {
2317                         cgp->cg_cs.cs_nffree -= fs->fs_frag;
2318                         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= fs->fs_frag;
2319                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= fs->fs_frag;
2320                         ffs_clusteracct(fs, cgp, fragno, 1);
2321                         cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
2322                         fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
2323                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
2324                 }
2325         }
2326         fs->fs_fmod = 1;
2327         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2328         UFS_UNLOCK(ump);
2329         mp = UFSTOVFS(ump);
2330         if (MOUNTEDSOFTDEP(mp) && devvp->v_type == VCHR)
2331                 softdep_setup_blkfree(UFSTOVFS(ump), bp, bno,
2332                     numfrags(fs, size), dephd);
2333         bdwrite(bp);
2334 }
2335
2336 /*
2337  * Structures and routines associated with trim management.
2338  *
2339  * The following requests are passed to trim_lookup to indicate
2340  * the actions that should be taken.
2341  */
2342 #define NEW     1       /* if found, error else allocate and hash it */
2343 #define OLD     2       /* if not found, error, else return it */
2344 #define REPLACE 3       /* if not found, error else unhash and reallocate it */
2345 #define DONE    4       /* if not found, error else unhash and return it */
2346 #define SINGLE  5       /* don't look up, just allocate it and don't hash it */
2347
2348 MALLOC_DEFINE(M_TRIM, "ufs_trim", "UFS trim structures");
2349
2350 #define TRIMLIST_HASH(ump, key) \
2351         (&(ump)->um_trimhash[(key) & (ump)->um_trimlisthashsize])
2352
2353 /*
2354  * These structures describe each of the block free requests aggregated
2355  * together to make up a trim request.
2356  */
2357 struct trim_blkreq {
2358         TAILQ_ENTRY(trim_blkreq) blkreqlist;
2359         ufs2_daddr_t bno;
2360         long size;
2361         struct workhead *pdephd;
2362         struct workhead dephd;
2363 };
2364
2365 /*
2366  * Description of a trim request.
2367  */
2368 struct ffs_blkfree_trim_params {
2369         TAILQ_HEAD(, trim_blkreq) blklist;
2370         LIST_ENTRY(ffs_blkfree_trim_params) hashlist;
2371         struct task task;
2372         struct ufsmount *ump;
2373         struct vnode *devvp;
2374         ino_t inum;
2375         ufs2_daddr_t bno;
2376         long size;
2377         long key;
2378 };
2379
2380 static void     ffs_blkfree_trim_completed(struct buf *);
2381 static void     ffs_blkfree_trim_task(void *ctx, int pending __unused);
2382 static struct   ffs_blkfree_trim_params *trim_lookup(struct ufsmount *,
2383                     struct vnode *, ufs2_daddr_t, long, ino_t, u_long, int);
2384 static void     ffs_blkfree_sendtrim(struct ffs_blkfree_trim_params *);
2385
2386 /*
2387  * Called on trim completion to start a task to free the associated block(s).
2388  */
2389 static void
2390 ffs_blkfree_trim_completed(bp)
2391         struct buf *bp;
2392 {
2393         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2394
2395         tp = bp->b_fsprivate1;
2396         free(bp, M_TRIM);
2397         TASK_INIT(&tp->task, 0, ffs_blkfree_trim_task, tp);
2398         taskqueue_enqueue(tp->ump->um_trim_tq, &tp->task);
2399 }
2400
2401 /*
2402  * Trim completion task that free associated block(s).
2403  */
2404 static void
2405 ffs_blkfree_trim_task(ctx, pending)
2406         void *ctx;
2407         int pending;
2408 {
2409         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2410         struct trim_blkreq *blkelm;
2411         struct ufsmount *ump;
2412
2413         tp = ctx;
2414         ump = tp->ump;
2415         while ((blkelm = TAILQ_FIRST(&tp->blklist)) != NULL) {
2416                 ffs_blkfree_cg(ump, ump->um_fs, tp->devvp, blkelm->bno,
2417                     blkelm->size, tp->inum, blkelm->pdephd);
2418                 TAILQ_REMOVE(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2419                 free(blkelm, M_TRIM);
2420         }
2421         vn_finished_secondary_write(UFSTOVFS(ump));
2422         UFS_LOCK(ump);
2423         ump->um_trim_inflight -= 1;
2424         ump->um_trim_inflight_blks -= numfrags(ump->um_fs, tp->size);
2425         UFS_UNLOCK(ump);
2426         free(tp, M_TRIM);
2427 }
2428
2429 /*
2430  * Lookup a trim request by inode number.
2431  * Allocate if requested (NEW, REPLACE, SINGLE).
2432  */
2433 static struct ffs_blkfree_trim_params *
2434 trim_lookup(ump, devvp, bno, size, inum, key, alloctype)
2435         struct ufsmount *ump;
2436         struct vnode *devvp;
2437         ufs2_daddr_t bno;
2438         long size;
2439         ino_t inum;
2440         u_long key;
2441         int alloctype;
2442 {
2443         struct trimlist_hashhead *tphashhead;
2444         struct ffs_blkfree_trim_params *tp, *ntp;
2445
2446         ntp = malloc(sizeof(struct ffs_blkfree_trim_params), M_TRIM, M_WAITOK);
2447         if (alloctype != SINGLE) {
2448                 KASSERT(key >= FIRST_VALID_KEY, ("trim_lookup: invalid key"));
2449                 UFS_LOCK(ump);
2450                 tphashhead = TRIMLIST_HASH(ump, key);
2451                 LIST_FOREACH(tp, tphashhead, hashlist)
2452                         if (key == tp->key)
2453                                 break;
2454         }
2455         switch (alloctype) {
2456         case NEW:
2457                 KASSERT(tp == NULL, ("trim_lookup: found trim"));
2458                 break;
2459         case OLD:
2460                 KASSERT(tp != NULL,
2461                     ("trim_lookup: missing call to ffs_blkrelease_start()"));
2462                 UFS_UNLOCK(ump);
2463                 free(ntp, M_TRIM);
2464                 return (tp);
2465         case REPLACE:
2466                 KASSERT(tp != NULL, ("trim_lookup: missing REPLACE trim"));
2467                 LIST_REMOVE(tp, hashlist);
2468                 /* tp will be freed by caller */
2469                 break;
2470         case DONE:
2471                 KASSERT(tp != NULL, ("trim_lookup: missing DONE trim"));
2472                 LIST_REMOVE(tp, hashlist);
2473                 UFS_UNLOCK(ump);
2474                 free(ntp, M_TRIM);
2475                 return (tp);
2476         }
2477         TAILQ_INIT(&ntp->blklist);
2478         ntp->ump = ump;
2479         ntp->devvp = devvp;
2480         ntp->bno = bno;
2481         ntp->size = size;
2482         ntp->inum = inum;
2483         ntp->key = key;
2484         if (alloctype != SINGLE) {
2485                 LIST_INSERT_HEAD(tphashhead, ntp, hashlist);
2486                 UFS_UNLOCK(ump);
2487         }
2488         return (ntp);
2489 }
2490
2491 /*
2492  * Dispatch a trim request.
2493  */
2494 static void
2495 ffs_blkfree_sendtrim(tp)
2496         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2497 {
2498         struct ufsmount *ump;
2499         struct mount *mp;
2500         struct buf *bp;
2501
2502         /*
2503          * Postpone the set of the free bit in the cg bitmap until the
2504          * BIO_DELETE is completed.  Otherwise, due to disk queue
2505          * reordering, TRIM might be issued after we reuse the block
2506          * and write some new data into it.
2507          */
2508         ump = tp->ump;
2509         bp = malloc(sizeof(*bp), M_TRIM, M_WAITOK | M_ZERO);
2510         bp->b_iocmd = BIO_DELETE;
2511         bp->b_iooffset = dbtob(fsbtodb(ump->um_fs, tp->bno));
2512         bp->b_iodone = ffs_blkfree_trim_completed;
2513         bp->b_bcount = tp->size;
2514         bp->b_fsprivate1 = tp;
2515         UFS_LOCK(ump);
2516         ump->um_trim_total += 1;
2517         ump->um_trim_inflight += 1;
2518         ump->um_trim_inflight_blks += numfrags(ump->um_fs, tp->size);
2519         ump->um_trim_total_blks += numfrags(ump->um_fs, tp->size);
2520         UFS_UNLOCK(ump);
2521
2522         mp = UFSTOVFS(ump);
2523         vn_start_secondary_write(NULL, &mp, 0);
2524         g_vfs_strategy(ump->um_bo, bp);
2525 }
2526
2527 /*
2528  * Allocate a new key to use to identify a range of blocks.
2529  */
2530 u_long
2531 ffs_blkrelease_start(ump, devvp, inum)
2532         struct ufsmount *ump;
2533         struct vnode *devvp;
2534         ino_t inum;
2535 {
2536         static u_long masterkey;
2537         u_long key;
2538
2539         if (((ump->um_flags & UM_CANDELETE) == 0) || dotrimcons == 0)
2540                 return (SINGLETON_KEY);
2541         do {
2542                 key = atomic_fetchadd_long(&masterkey, 1);
2543         } while (key < FIRST_VALID_KEY);
2544         (void) trim_lookup(ump, devvp, 0, 0, inum, key, NEW);
2545         return (key);
2546 }
2547
2548 /*
2549  * Deallocate a key that has been used to identify a range of blocks.
2550  */
2551 void
2552 ffs_blkrelease_finish(ump, key)
2553         struct ufsmount *ump;
2554         u_long key;
2555 {
2556         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2557
2558         if (((ump->um_flags & UM_CANDELETE) == 0) || dotrimcons == 0)
2559                 return;
2560         /*
2561          * If the vfs.ffs.dotrimcons sysctl option is enabled while
2562          * a file deletion is active, specifically after a call
2563          * to ffs_blkrelease_start() but before the call to
2564          * ffs_blkrelease_finish(), ffs_blkrelease_start() will
2565          * have handed out SINGLETON_KEY rather than starting a
2566          * collection sequence. Thus if we get a SINGLETON_KEY
2567          * passed to ffs_blkrelease_finish(), we just return rather
2568          * than trying to finish the nonexistent sequence.
2569          */
2570         if (key == SINGLETON_KEY) {
2571 #ifdef INVARIANTS
2572                 printf("%s: vfs.ffs.dotrimcons enabled on active filesystem\n",
2573                     ump->um_mountp->mnt_stat.f_mntonname);
2574 #endif
2575                 return;
2576         }
2577         /*
2578          * We are done with sending blocks using this key. Look up the key
2579          * using the DONE alloctype (in tp) to request that it be unhashed
2580          * as we will not be adding to it. If the key has never been used,
2581          * tp->size will be zero, so we can just free tp. Otherwise the call
2582          * to ffs_blkfree_sendtrim(tp) causes the block range described by
2583          * tp to be issued (and then tp to be freed).
2584          */
2585         tp = trim_lookup(ump, NULL, 0, 0, 0, key, DONE);
2586         if (tp->size == 0)
2587                 free(tp, M_TRIM);
2588         else
2589                 ffs_blkfree_sendtrim(tp);
2590 }
2591
2592 /*
2593  * Setup to free a block or fragment.
2594  *
2595  * Check for snapshots that might want to claim the block.
2596  * If trims are requested, prepare a trim request. Attempt to
2597  * aggregate consecutive blocks into a single trim request.
2598  */
2599 void
2600 ffs_blkfree(ump, fs, devvp, bno, size, inum, vtype, dephd, key)
2601         struct ufsmount *ump;
2602         struct fs *fs;
2603         struct vnode *devvp;
2604         ufs2_daddr_t bno;
2605         long size;
2606         ino_t inum;
2607         enum vtype vtype;
2608         struct workhead *dephd;
2609         u_long key;
2610 {
2611         struct ffs_blkfree_trim_params *tp, *ntp;
2612         struct trim_blkreq *blkelm;
2613
2614         /*
2615          * Check to see if a snapshot wants to claim the block.
2616          * Check that devvp is a normal disk device, not a snapshot,
2617          * it has a snapshot(s) associated with it, and one of the
2618          * snapshots wants to claim the block.
2619          */
2620         if (devvp->v_type == VCHR &&
2621             (devvp->v_vflag & VV_COPYONWRITE) &&
2622             ffs_snapblkfree(fs, devvp, bno, size, inum, vtype, dephd)) {
2623                 return;
2624         }
2625         /*
2626          * Nothing to delay if TRIM is not required for this block or TRIM
2627          * is disabled or the operation is performed on a snapshot.
2628          */
2629         if (key == NOTRIM_KEY || ((ump->um_flags & UM_CANDELETE) == 0) ||
2630             devvp->v_type == VREG) {
2631                 ffs_blkfree_cg(ump, fs, devvp, bno, size, inum, dephd);
2632                 return;
2633         }
2634         blkelm = malloc(sizeof(struct trim_blkreq), M_TRIM, M_WAITOK);
2635         blkelm->bno = bno;
2636         blkelm->size = size;
2637         if (dephd == NULL) {
2638                 blkelm->pdephd = NULL;
2639         } else {
2640                 LIST_INIT(&blkelm->dephd);
2641                 LIST_SWAP(dephd, &blkelm->dephd, worklist, wk_list);
2642                 blkelm->pdephd = &blkelm->dephd;
2643         }
2644         if (key == SINGLETON_KEY) {
2645                 /*
2646                  * Just a single non-contiguous piece. Use the SINGLE
2647                  * alloctype to return a trim request that will not be
2648                  * hashed for future lookup.
2649                  */
2650                 tp = trim_lookup(ump, devvp, bno, size, inum, key, SINGLE);
2651                 TAILQ_INSERT_HEAD(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2652                 ffs_blkfree_sendtrim(tp);
2653                 return;
2654         }
2655         /*
2656          * The callers of this function are not tracking whether or not
2657          * the blocks are contiguous. They are just saying that they
2658          * are freeing a set of blocks. It is this code that determines
2659          * the pieces of that range that are actually contiguous.
2660          *
2661          * Calling ffs_blkrelease_start() will have created an entry
2662          * that we will use.
2663          */
2664         tp = trim_lookup(ump, devvp, bno, size, inum, key, OLD);
2665         if (tp->size == 0) {
2666                 /*
2667                  * First block of a potential range, set block and size
2668                  * for the trim block.
2669                  */
2670                 tp->bno = bno;
2671                 tp->size = size;
2672                 TAILQ_INSERT_HEAD(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2673                 return;
2674         }
2675         /*
2676          * If this block is a continuation of the range (either
2677          * follows at the end or preceeds in the front) then we
2678          * add it to the front or back of the list and return.
2679          *
2680          * If it is not a continuation of the trim that we were
2681          * building, using the REPLACE alloctype, we request that
2682          * the old trim request (still in tp) be unhashed and a
2683          * new range started (in ntp). The ffs_blkfree_sendtrim(tp)
2684          * call causes the block range described by tp to be issued
2685          * (and then tp to be freed).
2686          */
2687         if (bno + numfrags(fs, size) == tp->bno) {
2688                 TAILQ_INSERT_HEAD(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2689                 tp->bno = bno;
2690                 tp->size += size;
2691                 return;
2692         } else if (bno == tp->bno + numfrags(fs, tp->size)) {
2693                 TAILQ_INSERT_TAIL(&tp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2694                 tp->size += size;
2695                 return;
2696         }
2697         ntp = trim_lookup(ump, devvp, bno, size, inum, key, REPLACE);
2698         TAILQ_INSERT_HEAD(&ntp->blklist, blkelm, blkreqlist);
2699         ffs_blkfree_sendtrim(tp);
2700 }
2701
2702 #ifdef INVARIANTS
2703 /*
2704  * Verify allocation of a block or fragment. Returns true if block or
2705  * fragment is allocated, false if it is free.
2706  */
2707 static int
2708 ffs_checkblk(ip, bno, size)
2709         struct inode *ip;
2710         ufs2_daddr_t bno;
2711         long size;
2712 {
2713         struct fs *fs;
2714         struct cg *cgp;
2715         struct buf *bp;
2716         ufs1_daddr_t cgbno;
2717         int i, error, frags, free;
2718         u_int8_t *blksfree;
2719
2720         fs = ITOFS(ip);
2721         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
2722                 printf("bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
2723                     (long)fs->fs_bsize, size, fs->fs_fsmnt);
2724                 panic("ffs_checkblk: bad size");
2725         }
2726         if ((u_int)bno >= fs->fs_size)
2727                 panic("ffs_checkblk: bad block %jd", (intmax_t)bno);
2728         error = ffs_getcg(fs, ITODEVVP(ip), dtog(fs, bno), &bp, &cgp);
2729         if (error)
2730                 panic("ffs_checkblk: cylinder group read failed");
2731         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2732         cgbno = dtogd(fs, bno);
2733         if (size == fs->fs_bsize) {
2734                 free = ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, cgbno));
2735         } else {
2736                 frags = numfrags(fs, size);
2737                 for (free = 0, i = 0; i < frags; i++)
2738                         if (isset(blksfree, cgbno + i))
2739                                 free++;
2740                 if (free != 0 && free != frags)
2741                         panic("ffs_checkblk: partially free fragment");
2742         }
2743         brelse(bp);
2744         return (!free);
2745 }
2746 #endif /* INVARIANTS */
2747
2748 /*
2749  * Free an inode.
2750  */
2751 int
2752 ffs_vfree(pvp, ino, mode)
2753         struct vnode *pvp;
2754         ino_t ino;
2755         int mode;
2756 {
2757         struct ufsmount *ump;
2758
2759         if (DOINGSOFTDEP(pvp)) {
2760                 softdep_freefile(pvp, ino, mode);
2761                 return (0);
2762         }
2763         ump = VFSTOUFS(pvp->v_mount);
2764         return (ffs_freefile(ump, ump->um_fs, ump->um_devvp, ino, mode, NULL));
2765 }
2766
2767 /*
2768  * Do the actual free operation.
2769  * The specified inode is placed back in the free map.
2770  */
2771 int
2772 ffs_freefile(ump, fs, devvp, ino, mode, wkhd)
2773         struct ufsmount *ump;
2774         struct fs *fs;
2775         struct vnode *devvp;
2776         ino_t ino;
2777         int mode;
2778         struct workhead *wkhd;
2779 {
2780         struct cg *cgp;
2781         struct buf *bp;
2782         int error;
2783         u_int cg;
2784         u_int8_t *inosused;
2785         struct cdev *dev;
2786
2787         cg = ino_to_cg(fs, ino);
2788         if (devvp->v_type == VREG) {
2789                 /* devvp is a snapshot */
2790                 MPASS(devvp->v_mount->mnt_data == ump);
2791                 dev = ump->um_devvp->v_rdev;
2792         } else if (devvp->v_type == VCHR) {
2793                 /* devvp is a normal disk device */
2794                 dev = devvp->v_rdev;
2795         } else {
2796                 bp = NULL;
2797                 return (0);
2798         }
2799         if (ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
2800                 panic("ffs_freefile: range: dev = %s, ino = %ju, fs = %s",
2801                     devtoname(dev), (uintmax_t)ino, fs->fs_fsmnt);
2802         if ((error = ffs_getcg(fs, devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0)
2803                 return (error);
2804         inosused = cg_inosused(cgp);
2805         ino %= fs->fs_ipg;
2806         if (isclr(inosused, ino)) {
2807                 printf("dev = %s, ino = %ju, fs = %s\n", devtoname(dev),
2808                     (uintmax_t)(ino + cg * fs->fs_ipg), fs->fs_fsmnt);
2809                 if (fs->fs_ronly == 0)
2810                         panic("ffs_freefile: freeing free inode");
2811         }
2812         clrbit(inosused, ino);
2813         if (ino < cgp->cg_irotor)
2814                 cgp->cg_irotor = ino;
2815         cgp->cg_cs.cs_nifree++;
2816         UFS_LOCK(ump);
2817         fs->fs_cstotal.cs_nifree++;
2818         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree++;
2819         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
2820                 cgp->cg_cs.cs_ndir--;
2821                 fs->fs_cstotal.cs_ndir--;
2822                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir--;
2823         }
2824         fs->fs_fmod = 1;
2825         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2826         UFS_UNLOCK(ump);
2827         if (MOUNTEDSOFTDEP(UFSTOVFS(ump)) && devvp->v_type == VCHR)
2828                 softdep_setup_inofree(UFSTOVFS(ump), bp,
2829                     ino + cg * fs->fs_ipg, wkhd);
2830         bdwrite(bp);
2831         return (0);
2832 }
2833
2834 /*
2835  * Check to see if a file is free.
2836  * Used to check for allocated files in snapshots.
2837  */
2838 int
2839 ffs_checkfreefile(fs, devvp, ino)
2840         struct fs *fs;
2841         struct vnode *devvp;
2842         ino_t ino;
2843 {
2844         struct cg *cgp;
2845         struct buf *bp;
2846         int ret, error;
2847         u_int cg;
2848         u_int8_t *inosused;
2849
2850         cg = ino_to_cg(fs, ino);
2851         if ((devvp->v_type != VREG) && (devvp->v_type != VCHR))
2852                 return (1);
2853         if (ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
2854                 return (1);
2855         if ((error = ffs_getcg(fs, devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0)
2856                 return (1);
2857         inosused = cg_inosused(cgp);
2858         ino %= fs->fs_ipg;
2859         ret = isclr(inosused, ino);
2860         brelse(bp);
2861         return (ret);
2862 }
2863
2864 /*
2865  * Find a block of the specified size in the specified cylinder group.
2866  *
2867  * It is a panic if a request is made to find a block if none are
2868  * available.
2869  */
2870 static ufs1_daddr_t
2871 ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz)
2872         struct fs *fs;
2873         struct cg *cgp;
2874         ufs2_daddr_t bpref;
2875         int allocsiz;
2876 {
2877         ufs1_daddr_t bno;
2878         int start, len, loc, i;
2879         int blk, field, subfield, pos;
2880         u_int8_t *blksfree;
2881
2882         /*
2883          * find the fragment by searching through the free block
2884          * map for an appropriate bit pattern
2885          */
2886         if (bpref)
2887                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
2888         else
2889                 start = cgp->cg_frotor / NBBY;
2890         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2891         len = howmany(fs->fs_fpg, NBBY) - start;
2892         loc = scanc((u_int)len, (u_char *)&blksfree[start],
2893                 fragtbl[fs->fs_frag],
2894                 (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
2895         if (loc == 0) {
2896                 len = start + 1;
2897                 start = 0;
2898                 loc = scanc((u_int)len, (u_char *)&blksfree[0],
2899                         fragtbl[fs->fs_frag],
2900                         (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
2901                 if (loc == 0) {
2902                         printf("start = %d, len = %d, fs = %s\n",
2903                             start, len, fs->fs_fsmnt);
2904                         panic("ffs_alloccg: map corrupted");
2905                         /* NOTREACHED */
2906                 }
2907         }
2908         bno = (start + len - loc) * NBBY;
2909         cgp->cg_frotor = bno;
2910         /*
2911          * found the byte in the map
2912          * sift through the bits to find the selected frag
2913          */
2914         for (i = bno + NBBY; bno < i; bno += fs->fs_frag) {
2915                 blk = blkmap(fs, blksfree, bno);
2916                 blk <<= 1;
2917                 field = around[allocsiz];
2918                 subfield = inside[allocsiz];
2919                 for (pos = 0; pos <= fs->fs_frag - allocsiz; pos++) {
2920                         if ((blk & field) == subfield)
2921                                 return (bno + pos);
2922                         field <<= 1;
2923                         subfield <<= 1;
2924                 }
2925         }
2926         printf("bno = %lu, fs = %s\n", (u_long)bno, fs->fs_fsmnt);
2927         panic("ffs_alloccg: block not in map");
2928         return (-1);
2929 }
2930
2931 static const struct statfs *
2932 ffs_getmntstat(struct vnode *devvp)
2933 {
2934
2935         if (devvp->v_type == VCHR)
2936                 return (&devvp->v_rdev->si_mountpt->mnt_stat);
2937         return (ffs_getmntstat(VFSTOUFS(devvp->v_mount)->um_devvp));
2938 }
2939
2940 /*
2941  * Fetch and verify a cylinder group.
2942  */
2943 int
2944 ffs_getcg(fs, devvp, cg, bpp, cgpp)
2945         struct fs *fs;
2946         struct vnode *devvp;
2947         u_int cg;
2948         struct buf **bpp;
2949         struct cg **cgpp;
2950 {
2951         struct buf *bp;
2952         struct cg *cgp;
2953         const struct statfs *sfs;
2954         int flags, error;
2955
2956         *bpp = NULL;
2957         *cgpp = NULL;
2958         flags = 0;
2959         if ((fs->fs_metackhash & CK_CYLGRP) != 0)
2960                 flags |= GB_CKHASH;
2961         error = breadn_flags(devvp, devvp->v_type == VREG ?
2962             fragstoblks(fs, cgtod(fs, cg)) : fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
2963             (int)fs->fs_cgsize, NULL, NULL, 0, NOCRED, flags,
2964             ffs_ckhash_cg, &bp);
2965         if (error != 0)
2966                 return (error);
2967         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2968         if ((fs->fs_metackhash & CK_CYLGRP) != 0 &&
2969             (bp->b_flags & B_CKHASH) != 0 &&
2970             cgp->cg_ckhash != bp->b_ckhash) {
2971                 sfs = ffs_getmntstat(devvp);
2972                 printf("UFS %s%s (%s) cylinder checksum failed: cg %u, cgp: "
2973                     "0x%x != bp: 0x%jx\n",
2974                     devvp->v_type == VCHR ? "" : "snapshot of ",
2975                     sfs->f_mntfromname, sfs->f_mntonname,
2976                     cg, cgp->cg_ckhash, (uintmax_t)bp->b_ckhash);
2977                 bp->b_flags &= ~B_CKHASH;
2978                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
2979                 brelse(bp);
2980                 return (EIO);
2981         }
2982         if (!cg_chkmagic(cgp) || cgp->cg_cgx != cg) {
2983                 sfs = ffs_getmntstat(devvp);
2984                 printf("UFS %s%s (%s)",
2985                     devvp->v_type == VCHR ? "" : "snapshot of ",
2986                     sfs->f_mntfromname, sfs->f_mntonname);
2987                 if (!cg_chkmagic(cgp))
2988                         printf(" cg %u: bad magic number 0x%x should be 0x%x\n",
2989                             cg, cgp->cg_magic, CG_MAGIC);
2990                 else
2991                         printf(": wrong cylinder group cg %u != cgx %u\n", cg,
2992                             cgp->cg_cgx);
2993                 bp->b_flags &= ~B_CKHASH;
2994                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
2995                 brelse(bp);
2996                 return (EIO);
2997         }
2998         bp->b_flags &= ~B_CKHASH;
2999         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
3000         /*
3001          * If we are using check hashes on the cylinder group then we want
3002          * to limit changing the cylinder group time to when we are actually
3003          * going to write it to disk so that its check hash remains correct
3004          * in memory. If the CK_CYLGRP flag is set the time is updated in
3005          * ffs_bufwrite() as the buffer is queued for writing. Otherwise we
3006          * update the time here as we have done historically.
3007          */
3008         if ((fs->fs_metackhash & CK_CYLGRP) != 0)
3009                 bp->b_xflags |= BX_CYLGRP;
3010         else
3011                 cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
3012         *bpp = bp;
3013         *cgpp = cgp;
3014         return (0);
3015 }
3016
3017 static void
3018 ffs_ckhash_cg(bp)
3019         struct buf *bp;
3020 {
3021         uint32_t ckhash;
3022         struct cg *cgp;
3023
3024         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
3025         ckhash = cgp->cg_ckhash;
3026         cgp->cg_ckhash = 0;
3027         bp->b_ckhash = calculate_crc32c(~0L, bp->b_data, bp->b_bcount);
3028         cgp->cg_ckhash = ckhash;
3029 }
3030
3031 /*
3032  * Fserr prints the name of a filesystem with an error diagnostic.
3033  *
3034  * The form of the error message is:
3035  *      fs: error message
3036  */
3037 void
3038 ffs_fserr(fs, inum, cp)
3039         struct fs *fs;
3040         ino_t inum;
3041         char *cp;
3042 {
3043         struct thread *td = curthread;  /* XXX */
3044         struct proc *p = td->td_proc;
3045
3046         log(LOG_ERR, "pid %d (%s), uid %d inumber %ju on %s: %s\n",
3047             p->p_pid, p->p_comm, td->td_ucred->cr_uid, (uintmax_t)inum,
3048             fs->fs_fsmnt, cp);
3049 }
3050
3051 /*
3052  * This function provides the capability for the fsck program to
3053  * update an active filesystem. Fourteen operations are provided:
3054  *
3055  * adjrefcnt(inode, amt) - adjusts the reference count on the
3056  *      specified inode by the specified amount. Under normal
3057  *      operation the count should always go down. Decrementing
3058  *      the count to zero will cause the inode to be freed.
3059  * adjblkcnt(inode, amt) - adjust the number of blocks used by the
3060  *      inode by the specified amount.
3061  * adjsize(inode, size) - set the size of the inode to the
3062  *      specified size.
3063  * adjndir, adjbfree, adjifree, adjffree, adjnumclusters(amt) -
3064  *      adjust the superblock summary.
3065  * freedirs(inode, count) - directory inodes [inode..inode + count - 1]
3066  *      are marked as free. Inodes should never have to be marked
3067  *      as in use.
3068  * freefiles(inode, count) - file inodes [inode..inode + count - 1]
3069  *      are marked as free. Inodes should never have to be marked
3070  *      as in use.
3071  * freeblks(blockno, size) - blocks [blockno..blockno + size - 1]
3072  *      are marked as free. Blocks should never have to be marked
3073  *      as in use.
3074  * setflags(flags, set/clear) - the fs_flags field has the specified
3075  *      flags set (second parameter +1) or cleared (second parameter -1).
3076  * setcwd(dirinode) - set the current directory to dirinode in the
3077  *      filesystem associated with the snapshot.
3078  * setdotdot(oldvalue, newvalue) - Verify that the inode number for ".."
3079  *      in the current directory is oldvalue then change it to newvalue.
3080  * unlink(nameptr, oldvalue) - Verify that the inode number associated
3081  *      with nameptr in the current directory is oldvalue then unlink it.
3082  *
3083  * The following functions may only be used on a quiescent filesystem
3084  * by the soft updates journal. They are not safe to be run on an active
3085  * filesystem.
3086  *
3087  * setinode(inode, dip) - the specified disk inode is replaced with the
3088  *      contents pointed to by dip.
3089  * setbufoutput(fd, flags) - output associated with the specified file
3090  *      descriptor (which must reference the character device supporting
3091  *      the filesystem) switches from using physio to running through the
3092  *      buffer cache when flags is set to 1. The descriptor reverts to
3093  *      physio for output when flags is set to zero.
3094  */
3095
3096 static int sysctl_ffs_fsck(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
3097
3098 SYSCTL_PROC(_vfs_ffs, FFS_ADJ_REFCNT, adjrefcnt, CTLFLAG_WR|CTLTYPE_STRUCT,
3099         0, 0, sysctl_ffs_fsck, "S,fsck", "Adjust Inode Reference Count");
3100
3101 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_BLKCNT, adjblkcnt, CTLFLAG_WR,
3102         sysctl_ffs_fsck, "Adjust Inode Used Blocks Count");
3103
3104 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_SIZE, setsize, CTLFLAG_WR,
3105         sysctl_ffs_fsck, "Set the inode size");
3106
3107 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NDIR, adjndir, CTLFLAG_WR,
3108         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of directories");
3109
3110 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NBFREE, adjnbfree, CTLFLAG_WR,
3111         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free blocks");
3112
3113 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NIFREE, adjnifree, CTLFLAG_WR,
3114         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free inodes");
3115
3116 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NFFREE, adjnffree, CTLFLAG_WR,
3117         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free frags");
3118
3119 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NUMCLUSTERS, adjnumclusters, CTLFLAG_WR,
3120         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free clusters");
3121
3122 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_DIR_FREE, freedirs, CTLFLAG_WR,
3123         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of Directory Inodes");
3124
3125 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_FILE_FREE, freefiles, CTLFLAG_WR,
3126         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of File Inodes");
3127
3128 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_BLK_FREE, freeblks, CTLFLAG_WR,
3129         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of Blocks");
3130
3131 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_FLAGS, setflags, CTLFLAG_WR,
3132         sysctl_ffs_fsck, "Change Filesystem Flags");
3133
3134 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_CWD, setcwd, CTLFLAG_WR,
3135         sysctl_ffs_fsck, "Set Current Working Directory");
3136
3137 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_DOTDOT, setdotdot, CTLFLAG_WR,
3138         sysctl_ffs_fsck, "Change Value of .. Entry");
3139
3140 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_UNLINK, unlink, CTLFLAG_WR,
3141         sysctl_ffs_fsck, "Unlink a Duplicate Name");
3142
3143 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_INODE, setinode, CTLFLAG_WR,
3144         sysctl_ffs_fsck, "Update an On-Disk Inode");
3145
3146 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_BUFOUTPUT, setbufoutput, CTLFLAG_WR,
3147         sysctl_ffs_fsck, "Set Buffered Writing for Descriptor");
3148
3149 #ifdef DIAGNOSTIC
3150 static int fsckcmds = 0;
3151 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ffs_fsckcmds, CTLFLAG_RW, &fsckcmds, 0,
3152         "print out fsck_ffs-based filesystem update commands");
3153 #endif /* DIAGNOSTIC */
3154
3155 static int buffered_write(struct file *, struct uio *, struct ucred *,
3156         int, struct thread *);
3157
3158 static int
3159 sysctl_ffs_fsck(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3160 {
3161         struct thread *td = curthread;
3162         struct fsck_cmd cmd;
3163         struct ufsmount *ump;
3164         struct vnode *vp, *dvp, *fdvp;
3165         struct inode *ip, *dp;
3166         struct mount *mp;
3167         struct fs *fs;
3168         ufs2_daddr_t blkno;
3169         long blkcnt, blksize;
3170         u_long key;
3171         struct file *fp, *vfp;
3172         cap_rights_t rights;
3173         int filetype, error;
3174         static struct fileops *origops, bufferedops;
3175
3176         if (req->newlen > sizeof cmd)
3177                 return (EBADRPC);
3178         if ((error = SYSCTL_IN(req, &cmd, sizeof cmd)) != 0)
3179                 return (error);
3180         if (cmd.version != FFS_CMD_VERSION)
3181                 return (ERPCMISMATCH);
3182         if ((error = getvnode(td, cmd.handle,
3183             cap_rights_init(&rights, CAP_FSCK), &fp)) != 0)
3184                 return (error);
3185         vp = fp->f_data;
3186         if (vp->v_type != VREG && vp->v_type != VDIR) {
3187                 fdrop(fp, td);
3188                 return (EINVAL);
3189         }
3190         vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
3191         if (mp == NULL ||
3192             strncmp(mp->mnt_stat.f_fstypename, "ufs", MFSNAMELEN)) {
3193                 vn_finished_write(mp);
3194                 fdrop(fp, td);
3195                 return (EINVAL);
3196         }
3197         ump = VFSTOUFS(mp);
3198         if ((mp->mnt_flag & MNT_RDONLY) &&
3199             ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
3200                 vn_finished_write(mp);
3201                 fdrop(fp, td);
3202                 return (EROFS);
3203         }
3204         fs = ump->um_fs;
3205         filetype = IFREG;
3206
3207         switch (oidp->oid_number) {
3208
3209         case FFS_SET_FLAGS:
3210 #ifdef DIAGNOSTIC
3211                 if (fsckcmds)
3212                         printf("%s: %s flags\n", mp->mnt_stat.f_mntonname,
3213                             cmd.size > 0 ? "set" : "clear");
3214 #endif /* DIAGNOSTIC */
3215                 if (cmd.size > 0)
3216                         fs->fs_flags |= (long)cmd.value;
3217                 else
3218                         fs->fs_flags &= ~(long)cmd.value;
3219                 break;
3220
3221         case FFS_ADJ_REFCNT:
3222 #ifdef DIAGNOSTIC
3223                 if (fsckcmds) {
3224                         printf("%s: adjust inode %jd link count by %jd\n",
3225                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
3226                             (intmax_t)cmd.size);
3227                 }
3228 #endif /* DIAGNOSTIC */
3229                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3230                         break;
3231                 ip = VTOI(vp);
3232                 ip->i_nlink += cmd.size;
3233                 DIP_SET(ip, i_nlink, ip->i_nlink);
3234                 ip->i_effnlink += cmd.size;
3235                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
3236                 error = ffs_update(vp, 1);
3237                 if (DOINGSOFTDEP(vp))
3238                         softdep_change_linkcnt(ip);
3239                 vput(vp);
3240                 break;
3241
3242         case FFS_ADJ_BLKCNT:
3243 #ifdef DIAGNOSTIC
3244                 if (fsckcmds) {
3245                         printf("%s: adjust inode %jd block count by %jd\n",
3246                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
3247                             (intmax_t)cmd.size);
3248                 }
3249 #endif /* DIAGNOSTIC */
3250                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3251                         break;
3252                 ip = VTOI(vp);
3253                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + cmd.size);
3254                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
3255                 error = ffs_update(vp, 1);
3256                 vput(vp);
3257                 break;
3258
3259         case FFS_SET_SIZE:
3260 #ifdef DIAGNOSTIC
3261                 if (fsckcmds) {
3262                         printf("%s: set inode %jd size to %jd\n",
3263                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
3264                             (intmax_t)cmd.size);
3265                 }
3266 #endif /* DIAGNOSTIC */
3267                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3268                         break;
3269                 ip = VTOI(vp);
3270                 DIP_SET(ip, i_size, cmd.size);
3271                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
3272                 error = ffs_update(vp, 1);
3273                 vput(vp);
3274                 break;
3275
3276         case FFS_DIR_FREE:
3277                 filetype = IFDIR;
3278                 /* fall through */
3279
3280         case FFS_FILE_FREE:
3281 #ifdef DIAGNOSTIC
3282                 if (fsckcmds) {
3283                         if (cmd.size == 1)
3284                                 printf("%s: free %s inode %ju\n",
3285                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
3286                                     filetype == IFDIR ? "directory" : "file",
3287                                     (uintmax_t)cmd.value);
3288                         else
3289                                 printf("%s: free %s inodes %ju-%ju\n",
3290                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
3291                                     filetype == IFDIR ? "directory" : "file",
3292                                     (uintmax_t)cmd.value,
3293                                     (uintmax_t)(cmd.value + cmd.size - 1));
3294                 }
3295 #endif /* DIAGNOSTIC */
3296                 while (cmd.size > 0) {
3297                         if ((error = ffs_freefile(ump, fs, ump->um_devvp,
3298                             cmd.value, filetype, NULL)))
3299                                 break;
3300                         cmd.size -= 1;
3301                         cmd.value += 1;
3302                 }
3303                 break;
3304
3305         case FFS_BLK_FREE:
3306 #ifdef DIAGNOSTIC
3307                 if (fsckcmds) {
3308                         if (cmd.size == 1)
3309                                 printf("%s: free block %jd\n",
3310                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
3311                                     (intmax_t)cmd.value);
3312                         else
3313                                 printf("%s: free blocks %jd-%jd\n",
3314                                     mp->mnt_stat.f_mntonname, 
3315                                     (intmax_t)cmd.value,
3316                                     (intmax_t)cmd.value + cmd.size - 1);
3317                 }
3318 #endif /* DIAGNOSTIC */
3319                 blkno = cmd.value;
3320                 blkcnt = cmd.size;
3321                 blksize = fs->fs_frag - (blkno % fs->fs_frag);
3322                 key = ffs_blkrelease_start(ump, ump->um_devvp, UFS_ROOTINO);
3323                 while (blkcnt > 0) {
3324                         if (blkcnt < blksize)
3325                                 blksize = blkcnt;
3326                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp, blkno,
3327                             blksize * fs->fs_fsize, UFS_ROOTINO, 
3328                             VDIR, NULL, key);
3329                         blkno += blksize;
3330                         blkcnt -= blksize;
3331                         blksize = fs->fs_frag;
3332                 }
3333                 ffs_blkrelease_finish(ump, key);
3334                 break;
3335
3336         /*
3337          * Adjust superblock summaries.  fsck(8) is expected to
3338          * submit deltas when necessary.
3339          */
3340         case FFS_ADJ_NDIR:
3341 #ifdef DIAGNOSTIC
3342                 if (fsckcmds) {
3343                         printf("%s: adjust number of directories by %jd\n",
3344                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3345                 }
3346 #endif /* DIAGNOSTIC */
3347                 fs->fs_cstotal.cs_ndir += cmd.value;
3348                 break;
3349
3350         case FFS_ADJ_NBFREE:
3351 #ifdef DIAGNOSTIC
3352                 if (fsckcmds) {
3353                         printf("%s: adjust number of free blocks by %+jd\n",
3354                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3355                 }
3356 #endif /* DIAGNOSTIC */
3357                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree += cmd.value;
3358                 break;
3359
3360         case FFS_ADJ_NIFREE:
3361 #ifdef DIAGNOSTIC
3362                 if (fsckcmds) {
3363                         printf("%s: adjust number of free inodes by %+jd\n",
3364                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3365                 }
3366 #endif /* DIAGNOSTIC */
3367                 fs->fs_cstotal.cs_nifree += cmd.value;
3368                 break;
3369
3370         case FFS_ADJ_NFFREE:
3371 #ifdef DIAGNOSTIC
3372                 if (fsckcmds) {
3373                         printf("%s: adjust number of free frags by %+jd\n",
3374                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3375                 }
3376 #endif /* DIAGNOSTIC */
3377                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += cmd.value;
3378                 break;
3379
3380         case FFS_ADJ_NUMCLUSTERS:
3381 #ifdef DIAGNOSTIC
3382                 if (fsckcmds) {
3383                         printf("%s: adjust number of free clusters by %+jd\n",
3384                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3385                 }
3386 #endif /* DIAGNOSTIC */
3387                 fs->fs_cstotal.cs_numclusters += cmd.value;
3388                 break;
3389
3390         case FFS_SET_CWD:
3391 #ifdef DIAGNOSTIC
3392                 if (fsckcmds) {
3393                         printf("%s: set current directory to inode %jd\n",
3394                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3395                 }
3396 #endif /* DIAGNOSTIC */
3397                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_SHARED, &vp)))
3398                         break;
3399                 AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
3400                 if ((error = change_dir(vp, td)) != 0) {
3401                         vput(vp);
3402                         break;
3403                 }
3404                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
3405                 pwd_chdir(td, vp);
3406                 break;
3407
3408         case FFS_SET_DOTDOT:
3409 #ifdef DIAGNOSTIC
3410                 if (fsckcmds) {
3411                         printf("%s: change .. in cwd from %jd to %jd\n",
3412                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
3413                             (intmax_t)cmd.size);
3414                 }
3415 #endif /* DIAGNOSTIC */
3416                 /*
3417                  * First we have to get and lock the parent directory
3418                  * to which ".." points.
3419                  */
3420                 error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &fdvp);
3421                 if (error)
3422                         break;
3423                 /*
3424                  * Now we get and lock the child directory containing "..".
3425                  */
3426                 FILEDESC_SLOCK(td->td_proc->p_fd);
3427                 dvp = td->td_proc->p_fd->fd_cdir;
3428                 FILEDESC_SUNLOCK(td->td_proc->p_fd);
3429                 if ((error = vget(dvp, LK_EXCLUSIVE, td)) != 0) {
3430                         vput(fdvp);
3431                         break;
3432                 }
3433                 dp = VTOI(dvp);
3434                 dp->i_offset = 12;      /* XXX mastertemplate.dot_reclen */
3435                 error = ufs_dirrewrite(dp, VTOI(fdvp), (ino_t)cmd.size,
3436                     DT_DIR, 0);
3437                 cache_purge(fdvp);
3438                 cache_purge(dvp);
3439                 vput(dvp);
3440                 vput(fdvp);
3441                 break;
3442
3443         case FFS_UNLINK:
3444 #ifdef DIAGNOSTIC
3445                 if (fsckcmds) {
3446                         char buf[32];
3447
3448                         if (copyinstr((char *)(intptr_t)cmd.value, buf,32,NULL))
3449                                 strncpy(buf, "Name_too_long", 32);
3450                         printf("%s: unlink %s (inode %jd)\n",
3451                             mp->mnt_stat.f_mntonname, buf, (intmax_t)cmd.size);
3452                 }
3453 #endif /* DIAGNOSTIC */
3454                 /*
3455                  * kern_funlinkat will do its own start/finish writes and
3456                  * they do not nest, so drop ours here. Setting mp == NULL
3457                  * indicates that vn_finished_write is not needed down below.
3458                  */
3459                 vn_finished_write(mp);
3460                 mp = NULL;
3461                 error = kern_funlinkat(td, AT_FDCWD,
3462                     (char *)(intptr_t)cmd.value, FD_NONE, UIO_USERSPACE,
3463                     0, (ino_t)cmd.size);
3464                 break;
3465
3466         case FFS_SET_INODE:
3467                 if (ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
3468                         error = EPERM;
3469                         break;
3470                 }
3471 #ifdef DIAGNOSTIC
3472                 if (fsckcmds) {
3473                         printf("%s: update inode %jd\n",
3474                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3475                 }
3476 #endif /* DIAGNOSTIC */
3477                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3478                         break;
3479                 AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
3480                 ip = VTOI(vp);
3481                 if (I_IS_UFS1(ip))
3482                         error = copyin((void *)(intptr_t)cmd.size, ip->i_din1,
3483                             sizeof(struct ufs1_dinode));
3484                 else
3485                         error = copyin((void *)(intptr_t)cmd.size, ip->i_din2,
3486                             sizeof(struct ufs2_dinode));
3487                 if (error) {
3488                         vput(vp);
3489                         break;
3490                 }
3491                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
3492                 error = ffs_update(vp, 1);
3493                 vput(vp);
3494                 break;
3495
3496         case FFS_SET_BUFOUTPUT:
3497                 if (ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
3498                         error = EPERM;
3499                         break;
3500                 }
3501                 if (ITOUMP(VTOI(vp)) != ump) {
3502                         error = EINVAL;
3503                         break;
3504                 }
3505 #ifdef DIAGNOSTIC
3506                 if (fsckcmds) {
3507                         printf("%s: %s buffered output for descriptor %jd\n",
3508                             mp->mnt_stat.f_mntonname,
3509                             cmd.size == 1 ? "enable" : "disable",
3510                             (intmax_t)cmd.value);
3511                 }
3512 #endif /* DIAGNOSTIC */
3513                 if ((error = getvnode(td, cmd.value,
3514                     cap_rights_init(&rights, CAP_FSCK), &vfp)) != 0)
3515                         break;
3516                 if (vfp->f_vnode->v_type != VCHR) {
3517                         fdrop(vfp, td);
3518                         error = EINVAL;
3519                         break;
3520                 }
3521                 if (origops == NULL) {
3522                         origops = vfp->f_ops;
3523                         bcopy((void *)origops, (void *)&bufferedops,
3524                             sizeof(bufferedops));
3525                         bufferedops.fo_write = buffered_write;
3526                 }
3527                 if (cmd.size == 1)
3528                         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&vfp->f_ops,
3529                             (uintptr_t)&bufferedops);
3530                 else
3531                         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&vfp->f_ops,
3532                             (uintptr_t)origops);
3533                 fdrop(vfp, td);
3534                 break;
3535
3536         default:
3537 #ifdef DIAGNOSTIC
3538                 if (fsckcmds) {
3539                         printf("Invalid request %d from fsck\n",
3540                             oidp->oid_number);
3541                 }
3542 #endif /* DIAGNOSTIC */
3543                 error = EINVAL;
3544                 break;
3545
3546         }
3547         fdrop(fp, td);
3548         vn_finished_write(mp);
3549         return (error);
3550 }
3551
3552 /*
3553  * Function to switch a descriptor to use the buffer cache to stage
3554  * its I/O. This is needed so that writes to the filesystem device
3555  * will give snapshots a chance to copy modified blocks for which it
3556  * needs to retain copies.
3557  */
3558 static int
3559 buffered_write(fp, uio, active_cred, flags, td)
3560         struct file *fp;
3561         struct uio *uio;
3562         struct ucred *active_cred;
3563         int flags;
3564         struct thread *td;
3565 {
3566         struct vnode *devvp, *vp;
3567         struct inode *ip;
3568         struct buf *bp;
3569         struct fs *fs;
3570         struct filedesc *fdp;
3571         int error;
3572         daddr_t lbn;
3573
3574         /*
3575          * The devvp is associated with the /dev filesystem. To discover
3576          * the filesystem with which the device is associated, we depend
3577          * on the application setting the current directory to a location
3578          * within the filesystem being written. Yes, this is an ugly hack.
3579          */
3580         devvp = fp->f_vnode;
3581         if (!vn_isdisk(devvp, NULL))
3582                 return (EINVAL);
3583         fdp = td->td_proc->p_fd;
3584         FILEDESC_SLOCK(fdp);
3585         vp = fdp->fd_cdir;
3586         vref(vp);
3587         FILEDESC_SUNLOCK(fdp);
3588         vn_lock(vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
3589         /*
3590          * Check that the current directory vnode indeed belongs to
3591          * UFS before trying to dereference UFS-specific v_data fields.
3592          */
3593         if (vp->v_op != &ffs_vnodeops1 && vp->v_op != &ffs_vnodeops2) {
3594                 vput(vp);
3595                 return (EINVAL);
3596         }
3597         ip = VTOI(vp);
3598         if (ITODEVVP(ip) != devvp) {
3599                 vput(vp);
3600                 return (EINVAL);
3601         }
3602         fs = ITOFS(ip);
3603         vput(vp);
3604         foffset_lock_uio(fp, uio, flags);
3605         vn_lock(devvp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
3606 #ifdef DIAGNOSTIC
3607         if (fsckcmds) {
3608                 printf("%s: buffered write for block %jd\n",
3609                     fs->fs_fsmnt, (intmax_t)btodb(uio->uio_offset));
3610         }
3611 #endif /* DIAGNOSTIC */
3612         /*
3613          * All I/O must be contained within a filesystem block, start on
3614          * a fragment boundary, and be a multiple of fragments in length.
3615          */
3616         if (uio->uio_resid > fs->fs_bsize - (uio->uio_offset % fs->fs_bsize) ||
3617             fragoff(fs, uio->uio_offset) != 0 ||
3618             fragoff(fs, uio->uio_resid) != 0) {
3619                 error = EINVAL;
3620                 goto out;
3621         }
3622         lbn = numfrags(fs, uio->uio_offset);
3623         bp = getblk(devvp, lbn, uio->uio_resid, 0, 0, 0);
3624         bp->b_flags |= B_RELBUF;
3625         if ((error = uiomove((char *)bp->b_data, uio->uio_resid, uio)) != 0) {
3626                 brelse(bp);
3627                 goto out;
3628         }
3629         error = bwrite(bp);
3630 out:
3631         VOP_UNLOCK(devvp, 0);
3632         foffset_unlock_uio(fp, uio, flags | FOF_NEXTOFF);
3633         return (error);
3634 }