sys/ufs/ffs/ffs_alloc.c

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