]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/ufs/ffs/ffs_alloc.c
Upgrade to Unbound 1.5.9.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / ufs / ffs / ffs_alloc.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2002 Networks Associates Technology, Inc.
3  * All rights reserved.
4  *
5  * This software was developed for the FreeBSD Project by Marshall
6  * Kirk McKusick and Network Associates Laboratories, the Security
7  * Research Division of Network Associates, Inc. under DARPA/SPAWAR
8  * contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the DARPA CHATS
9  * research program
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  *
20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
21  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
22  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
23  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
24  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
25  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
26  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
27  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
28  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
29  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
30  * SUCH DAMAGE.
31  *
32  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
33  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
34  *
35  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
36  * modification, are permitted provided that the following conditions
37  * are met:
38  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
39  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
40  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
41  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
42  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
43  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
44  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
45  *    without specific prior written permission.
46  *
47  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
48  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
49  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
50  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
51  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
52  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
53  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
54  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
55  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
56  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
57  * SUCH DAMAGE.
58  *
59  *      @(#)ffs_alloc.c 8.18 (Berkeley) 5/26/95
60  */
61
62 #include <sys/cdefs.h>
63 __FBSDID("$FreeBSD$");
64
65 #include "opt_quota.h"
66
67 #include <sys/param.h>
68 #include <sys/capsicum.h>
69 #include <sys/systm.h>
70 #include <sys/bio.h>
71 #include <sys/buf.h>
72 #include <sys/conf.h>
73 #include <sys/fcntl.h>
74 #include <sys/file.h>
75 #include <sys/filedesc.h>
76 #include <sys/priv.h>
77 #include <sys/proc.h>
78 #include <sys/vnode.h>
79 #include <sys/mount.h>
80 #include <sys/kernel.h>
81 #include <sys/syscallsubr.h>
82 #include <sys/sysctl.h>
83 #include <sys/syslog.h>
84 #include <sys/taskqueue.h>
85
86 #include <security/audit/audit.h>
87
88 #include <geom/geom.h>
89
90 #include <ufs/ufs/dir.h>
91 #include <ufs/ufs/extattr.h>
92 #include <ufs/ufs/quota.h>
93 #include <ufs/ufs/inode.h>
94 #include <ufs/ufs/ufs_extern.h>
95 #include <ufs/ufs/ufsmount.h>
96
97 #include <ufs/ffs/fs.h>
98 #include <ufs/ffs/ffs_extern.h>
99 #include <ufs/ffs/softdep.h>
100
101 typedef ufs2_daddr_t allocfcn_t(struct inode *ip, u_int cg, ufs2_daddr_t bpref,
102                                   int size, int rsize);
103
104 static ufs2_daddr_t ffs_alloccg(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int, int);
105 static ufs2_daddr_t
106               ffs_alloccgblk(struct inode *, struct buf *, ufs2_daddr_t, int);
107 static void     ffs_blkfree_cg(struct ufsmount *, struct fs *,
108                     struct vnode *, ufs2_daddr_t, long, ino_t,
109                     struct workhead *);
110 static void     ffs_blkfree_trim_completed(struct bio *);
111 static void     ffs_blkfree_trim_task(void *ctx, int pending __unused);
112 #ifdef INVARIANTS
113 static int      ffs_checkblk(struct inode *, ufs2_daddr_t, long);
114 #endif
115 static ufs2_daddr_t ffs_clusteralloc(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int);
116 static ino_t    ffs_dirpref(struct inode *);
117 static ufs2_daddr_t ffs_fragextend(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t,
118                     int, int);
119 static ufs2_daddr_t     ffs_hashalloc
120                 (struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int, int, allocfcn_t *);
121 static ufs2_daddr_t ffs_nodealloccg(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int,
122                     int);
123 static ufs1_daddr_t ffs_mapsearch(struct fs *, struct cg *, ufs2_daddr_t, int);
124 static int      ffs_reallocblks_ufs1(struct vop_reallocblks_args *);
125 static int      ffs_reallocblks_ufs2(struct vop_reallocblks_args *);
126
127 /*
128  * Allocate a block in the filesystem.
129  *
130  * The size of the requested block is given, which must be some
131  * multiple of fs_fsize and <= fs_bsize.
132  * A preference may be optionally specified. If a preference is given
133  * the following hierarchy is used to allocate a block:
134  *   1) allocate the requested block.
135  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
136  *   3) allocate a block in the same cylinder group.
137  *   4) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
138  *      available block is located.
139  * If no block preference is given the following hierarchy is used
140  * to allocate a block:
141  *   1) allocate a block in the cylinder group that contains the
142  *      inode for the file.
143  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
144  *      available block is located.
145  */
146 int
147 ffs_alloc(ip, lbn, bpref, size, flags, cred, bnp)
148         struct inode *ip;
149         ufs2_daddr_t lbn, bpref;
150         int size, flags;
151         struct ucred *cred;
152         ufs2_daddr_t *bnp;
153 {
154         struct fs *fs;
155         struct ufsmount *ump;
156         ufs2_daddr_t bno;
157         u_int cg, reclaimed;
158         static struct timeval lastfail;
159         static int curfail;
160         int64_t delta;
161 #ifdef QUOTA
162         int error;
163 #endif
164
165         *bnp = 0;
166         fs = ip->i_fs;
167         ump = ip->i_ump;
168         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
169 #ifdef INVARIANTS
170         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
171                 printf("dev = %s, bsize = %ld, size = %d, fs = %s\n",
172                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_bsize, size,
173                     fs->fs_fsmnt);
174                 panic("ffs_alloc: bad size");
175         }
176         if (cred == NOCRED)
177                 panic("ffs_alloc: missing credential");
178 #endif /* INVARIANTS */
179         reclaimed = 0;
180 retry:
181 #ifdef QUOTA
182         UFS_UNLOCK(ump);
183         error = chkdq(ip, btodb(size), cred, 0);
184         if (error)
185                 return (error);
186         UFS_LOCK(ump);
187 #endif
188         if (size == fs->fs_bsize && fs->fs_cstotal.cs_nbfree == 0)
189                 goto nospace;
190         if (priv_check_cred(cred, PRIV_VFS_BLOCKRESERVE, 0) &&
191             freespace(fs, fs->fs_minfree) - numfrags(fs, size) < 0)
192                 goto nospace;
193         if (bpref >= fs->fs_size)
194                 bpref = 0;
195         if (bpref == 0)
196                 cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
197         else
198                 cg = dtog(fs, bpref);
199         bno = ffs_hashalloc(ip, cg, bpref, size, size, ffs_alloccg);
200         if (bno > 0) {
201                 delta = btodb(size);
202                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
203                 if (flags & IO_EXT)
204                         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
205                 else
206                         ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
207                 *bnp = bno;
208                 return (0);
209         }
210 nospace:
211 #ifdef QUOTA
212         UFS_UNLOCK(ump);
213         /*
214          * Restore user's disk quota because allocation failed.
215          */
216         (void) chkdq(ip, -btodb(size), cred, FORCE);
217         UFS_LOCK(ump);
218 #endif
219         if (reclaimed == 0 && (flags & IO_BUFLOCKED) == 0) {
220                 reclaimed = 1;
221                 softdep_request_cleanup(fs, ITOV(ip), cred, FLUSH_BLOCKS_WAIT);
222                 goto retry;
223         }
224         UFS_UNLOCK(ump);
225         if (reclaimed > 0 && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
226                 ffs_fserr(fs, ip->i_number, "filesystem full");
227                 uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n",
228                     fs->fs_fsmnt);
229         }
230         return (ENOSPC);
231 }
232
233 /*
234  * Reallocate a fragment to a bigger size
235  *
236  * The number and size of the old block is given, and a preference
237  * and new size is also specified. The allocator attempts to extend
238  * the original block. Failing that, the regular block allocator is
239  * invoked to get an appropriate block.
240  */
241 int
242 ffs_realloccg(ip, lbprev, bprev, bpref, osize, nsize, flags, cred, bpp)
243         struct inode *ip;
244         ufs2_daddr_t lbprev;
245         ufs2_daddr_t bprev;
246         ufs2_daddr_t bpref;
247         int osize, nsize, flags;
248         struct ucred *cred;
249         struct buf **bpp;
250 {
251         struct vnode *vp;
252         struct fs *fs;
253         struct buf *bp;
254         struct ufsmount *ump;
255         u_int cg, request, reclaimed;
256         int error, gbflags;
257         ufs2_daddr_t bno;
258         static struct timeval lastfail;
259         static int curfail;
260         int64_t delta;
261
262         vp = ITOV(ip);
263         fs = ip->i_fs;
264         bp = NULL;
265         ump = ip->i_ump;
266         gbflags = (flags & BA_UNMAPPED) != 0 ? GB_UNMAPPED : 0;
267
268         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
269 #ifdef INVARIANTS
270         if (vp->v_mount->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPENDED)
271                 panic("ffs_realloccg: allocation on suspended filesystem");
272         if ((u_int)osize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, osize) != 0 ||
273             (u_int)nsize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, nsize) != 0) {
274                 printf(
275                 "dev = %s, bsize = %ld, osize = %d, nsize = %d, fs = %s\n",
276                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_bsize, osize,
277                     nsize, fs->fs_fsmnt);
278                 panic("ffs_realloccg: bad size");
279         }
280         if (cred == NOCRED)
281                 panic("ffs_realloccg: missing credential");
282 #endif /* INVARIANTS */
283         reclaimed = 0;
284 retry:
285         if (priv_check_cred(cred, PRIV_VFS_BLOCKRESERVE, 0) &&
286             freespace(fs, fs->fs_minfree) -  numfrags(fs, nsize - osize) < 0) {
287                 goto nospace;
288         }
289         if (bprev == 0) {
290                 printf("dev = %s, bsize = %ld, bprev = %jd, fs = %s\n",
291                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_bsize, (intmax_t)bprev,
292                     fs->fs_fsmnt);
293                 panic("ffs_realloccg: bad bprev");
294         }
295         UFS_UNLOCK(ump);
296         /*
297          * Allocate the extra space in the buffer.
298          */
299         error = bread_gb(vp, lbprev, osize, NOCRED, gbflags, &bp);
300         if (error) {
301                 brelse(bp);
302                 return (error);
303         }
304
305         if (bp->b_blkno == bp->b_lblkno) {
306                 if (lbprev >= NDADDR)
307                         panic("ffs_realloccg: lbprev out of range");
308                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, bprev);
309         }
310
311 #ifdef QUOTA
312         error = chkdq(ip, btodb(nsize - osize), cred, 0);
313         if (error) {
314                 brelse(bp);
315                 return (error);
316         }
317 #endif
318         /*
319          * Check for extension in the existing location.
320          */
321         *bpp = NULL;
322         cg = dtog(fs, bprev);
323         UFS_LOCK(ump);
324         bno = ffs_fragextend(ip, cg, bprev, osize, nsize);
325         if (bno) {
326                 if (bp->b_blkno != fsbtodb(fs, bno))
327                         panic("ffs_realloccg: bad blockno");
328                 delta = btodb(nsize - osize);
329                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
330                 if (flags & IO_EXT)
331                         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
332                 else
333                         ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
334                 allocbuf(bp, nsize);
335                 bp->b_flags |= B_DONE;
336                 vfs_bio_bzero_buf(bp, osize, nsize - osize);
337                 if ((bp->b_flags & (B_MALLOC | B_VMIO)) == B_VMIO)
338                         vfs_bio_set_valid(bp, osize, nsize - osize);
339                 *bpp = bp;
340                 return (0);
341         }
342         /*
343          * Allocate a new disk location.
344          */
345         if (bpref >= fs->fs_size)
346                 bpref = 0;
347         switch ((int)fs->fs_optim) {
348         case FS_OPTSPACE:
349                 /*
350                  * Allocate an exact sized fragment. Although this makes
351                  * best use of space, we will waste time relocating it if
352                  * the file continues to grow. If the fragmentation is
353                  * less than half of the minimum free reserve, we choose
354                  * to begin optimizing for time.
355                  */
356                 request = nsize;
357                 if (fs->fs_minfree <= 5 ||
358                     fs->fs_cstotal.cs_nffree >
359                     (off_t)fs->fs_dsize * fs->fs_minfree / (2 * 100))
360                         break;
361                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from SPACE to TIME\n",
362                         fs->fs_fsmnt);
363                 fs->fs_optim = FS_OPTTIME;
364                 break;
365         case FS_OPTTIME:
366                 /*
367                  * At this point we have discovered a file that is trying to
368                  * grow a small fragment to a larger fragment. To save time,
369                  * we allocate a full sized block, then free the unused portion.
370                  * If the file continues to grow, the `ffs_fragextend' call
371                  * above will be able to grow it in place without further
372                  * copying. If aberrant programs cause disk fragmentation to
373                  * grow within 2% of the free reserve, we choose to begin
374                  * optimizing for space.
375                  */
376                 request = fs->fs_bsize;
377                 if (fs->fs_cstotal.cs_nffree <
378                     (off_t)fs->fs_dsize * (fs->fs_minfree - 2) / 100)
379                         break;
380                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from TIME to SPACE\n",
381                         fs->fs_fsmnt);
382                 fs->fs_optim = FS_OPTSPACE;
383                 break;
384         default:
385                 printf("dev = %s, optim = %ld, fs = %s\n",
386                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_optim, fs->fs_fsmnt);
387                 panic("ffs_realloccg: bad optim");
388                 /* NOTREACHED */
389         }
390         bno = ffs_hashalloc(ip, cg, bpref, request, nsize, ffs_alloccg);
391         if (bno > 0) {
392                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, bno);
393                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
394                         ffs_blkfree(ump, fs, ip->i_devvp, bprev, (long)osize,
395                             ip->i_number, vp->v_type, NULL);
396                 delta = btodb(nsize - osize);
397                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
398                 if (flags & IO_EXT)
399                         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
400                 else
401                         ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
402                 allocbuf(bp, nsize);
403                 bp->b_flags |= B_DONE;
404                 vfs_bio_bzero_buf(bp, osize, nsize - osize);
405                 if ((bp->b_flags & (B_MALLOC | B_VMIO)) == B_VMIO)
406                         vfs_bio_set_valid(bp, osize, nsize - osize);
407                 *bpp = bp;
408                 return (0);
409         }
410 #ifdef QUOTA
411         UFS_UNLOCK(ump);
412         /*
413          * Restore user's disk quota because allocation failed.
414          */
415         (void) chkdq(ip, -btodb(nsize - osize), cred, FORCE);
416         UFS_LOCK(ump);
417 #endif
418 nospace:
419         /*
420          * no space available
421          */
422         if (reclaimed == 0 && (flags & IO_BUFLOCKED) == 0) {
423                 reclaimed = 1;
424                 UFS_UNLOCK(ump);
425                 if (bp) {
426                         brelse(bp);
427                         bp = NULL;
428                 }
429                 UFS_LOCK(ump);
430                 softdep_request_cleanup(fs, vp, cred, FLUSH_BLOCKS_WAIT);
431                 goto retry;
432         }
433         UFS_UNLOCK(ump);
434         if (bp)
435                 brelse(bp);
436         if (reclaimed > 0 && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
437                 ffs_fserr(fs, ip->i_number, "filesystem full");
438                 uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n",
439                     fs->fs_fsmnt);
440         }
441         return (ENOSPC);
442 }
443
444 /*
445  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
446  *
447  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
448  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
449  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible
450  * from the end of the allocation for the logical block immediately
451  * preceding the current range. If successful, the physical block numbers
452  * in the buffer pointers and in the inode are changed to reflect the new
453  * allocation. If unsuccessful, the allocation is left unchanged. The
454  * success in doing the reallocation is returned. Note that the error
455  * return is not reflected back to the user. Rather the previous block
456  * allocation will be used.
457  */
458
459 SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, ffs, CTLFLAG_RW, 0, "FFS filesystem");
460
461 static int doasyncfree = 1;
462 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0,
463 "do not force synchronous writes when blocks are reallocated");
464
465 static int doreallocblks = 1;
466 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doreallocblks, CTLFLAG_RW, &doreallocblks, 0,
467 "enable block reallocation");
468
469 static int maxclustersearch = 10;
470 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, maxclustersearch, CTLFLAG_RW, &maxclustersearch,
471 0, "max number of cylinder group to search for contigous blocks");
472
473 #ifdef DEBUG
474 static volatile int prtrealloc = 0;
475 #endif
476
477 int
478 ffs_reallocblks(ap)
479         struct vop_reallocblks_args /* {
480                 struct vnode *a_vp;
481                 struct cluster_save *a_buflist;
482         } */ *ap;
483 {
484         struct ufsmount *ump;
485
486         /*
487          * If the underlying device can do deletes, then skip reallocating
488          * the blocks of this file into contiguous sequences. Devices that
489          * benefit from BIO_DELETE also benefit from not moving the data.
490          * These devices are flash and therefore work less well with this
491          * optimization. Also skip if reallocblks has been disabled globally.
492          */
493         ump = VTOI(ap->a_vp)->i_ump;
494         if (ump->um_candelete || doreallocblks == 0)
495                 return (ENOSPC);
496
497         /*
498          * We can't wait in softdep prealloc as it may fsync and recurse
499          * here.  Instead we simply fail to reallocate blocks if this
500          * rare condition arises.
501          */
502         if (DOINGSOFTDEP(ap->a_vp))
503                 if (softdep_prealloc(ap->a_vp, MNT_NOWAIT) != 0)
504                         return (ENOSPC);
505         if (ump->um_fstype == UFS1)
506                 return (ffs_reallocblks_ufs1(ap));
507         return (ffs_reallocblks_ufs2(ap));
508 }
509         
510 static int
511 ffs_reallocblks_ufs1(ap)
512         struct vop_reallocblks_args /* {
513                 struct vnode *a_vp;
514                 struct cluster_save *a_buflist;
515         } */ *ap;
516 {
517         struct fs *fs;
518         struct inode *ip;
519         struct vnode *vp;
520         struct buf *sbp, *ebp;
521         ufs1_daddr_t *bap, *sbap, *ebap;
522         struct cluster_save *buflist;
523         struct ufsmount *ump;
524         ufs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
525         ufs1_daddr_t soff, newblk, blkno;
526         ufs2_daddr_t pref;
527         struct indir start_ap[NIADDR + 1], end_ap[NIADDR + 1], *idp;
528         int i, cg, len, start_lvl, end_lvl, ssize;
529
530         vp = ap->a_vp;
531         ip = VTOI(vp);
532         fs = ip->i_fs;
533         ump = ip->i_ump;
534         /*
535          * If we are not tracking block clusters or if we have less than 4%
536          * free blocks left, then do not attempt to cluster. Running with
537          * less than 5% free block reserve is not recommended and those that
538          * choose to do so do not expect to have good file layout.
539          */
540         if (fs->fs_contigsumsize <= 0 || freespace(fs, 4) < 0)
541                 return (ENOSPC);
542         buflist = ap->a_buflist;
543         len = buflist->bs_nchildren;
544         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
545         end_lbn = start_lbn + len - 1;
546 #ifdef INVARIANTS
547         for (i = 0; i < len; i++)
548                 if (!ffs_checkblk(ip,
549                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
550                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
551         for (i = 1; i < len; i++)
552                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
553                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
554         blkno = buflist->bs_children[0]->b_blkno;
555         ssize = fsbtodb(fs, fs->fs_frag);
556         for (i = 1; i < len - 1; i++)
557                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != blkno + (i * ssize))
558                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
559 #endif
560         /*
561          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
562          * block, leave space for the indirect block. Indirect blocks
563          * are initially laid out in a position after the last direct
564          * block. Block reallocation would usually destroy locality by
565          * moving the indirect block out of the way to make room for
566          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
567          * this for other indirect block boundaries, but it is only
568          * important for the first one.
569          */
570         if (start_lbn < NDADDR && end_lbn >= NDADDR)
571                 return (ENOSPC);
572         /*
573          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
574          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
575          * the previous cylinder group.
576          */
577         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
578             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
579                 return (ENOSPC);
580         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
581             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
582                 return (ENOSPC);
583         /*
584          * Get the starting offset and block map for the first block.
585          */
586         if (start_lvl == 0) {
587                 sbap = &ip->i_din1->di_db[0];
588                 soff = start_lbn;
589         } else {
590                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
591                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
592                         brelse(sbp);
593                         return (ENOSPC);
594                 }
595                 sbap = (ufs1_daddr_t *)sbp->b_data;
596                 soff = idp->in_off;
597         }
598         /*
599          * If the block range spans two block maps, get the second map.
600          */
601         ebap = NULL;
602         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
603                 ssize = len;
604         } else {
605 #ifdef INVARIANTS
606                 if (start_lvl > 0 &&
607                     start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
608                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
609 #endif
610                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
611                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &ebp))
612                         goto fail;
613                 ebap = (ufs1_daddr_t *)ebp->b_data;
614         }
615         /*
616          * Find the preferred location for the cluster. If we have not
617          * previously failed at this endeavor, then follow our standard
618          * preference calculation. If we have failed at it, then pick up
619          * where we last ended our search.
620          */
621         UFS_LOCK(ump);
622         if (ip->i_nextclustercg == -1)
623                 pref = ffs_blkpref_ufs1(ip, start_lbn, soff, sbap);
624         else
625                 pref = cgdata(fs, ip->i_nextclustercg);
626         /*
627          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
628          * To avoid wasting too much time, we limit the number of cylinder
629          * groups that we will search.
630          */
631         cg = dtog(fs, pref);
632         for (i = min(maxclustersearch, fs->fs_ncg); i > 0; i--) {
633                 if ((newblk = ffs_clusteralloc(ip, cg, pref, len)) != 0)
634                         break;
635                 cg += 1;
636                 if (cg >= fs->fs_ncg)
637                         cg = 0;
638         }
639         /*
640          * If we have failed in our search, record where we gave up for
641          * next time. Otherwise, fall back to our usual search citerion.
642          */
643         if (newblk == 0) {
644                 ip->i_nextclustercg = cg;
645                 UFS_UNLOCK(ump);
646                 goto fail;
647         }
648         ip->i_nextclustercg = -1;
649         /*
650          * We have found a new contiguous block.
651          *
652          * First we have to replace the old block pointers with the new
653          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
654          * with the file.
655          */
656 #ifdef DEBUG
657         if (prtrealloc)
658                 printf("realloc: ino %ju, lbns %jd-%jd\n\told:",
659                     (uintmax_t)ip->i_number,
660                     (intmax_t)start_lbn, (intmax_t)end_lbn);
661 #endif
662         blkno = newblk;
663         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
664                 if (i == ssize) {
665                         bap = ebap;
666                         soff = -i;
667                 }
668 #ifdef INVARIANTS
669                 if (!ffs_checkblk(ip,
670                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
671                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
672                 if (dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno) != *bap)
673                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
674 #endif
675 #ifdef DEBUG
676                 if (prtrealloc)
677                         printf(" %d,", *bap);
678 #endif
679                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
680                         if (sbap == &ip->i_din1->di_db[0] && i < ssize)
681                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
682                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
683                                     buflist->bs_children[i]);
684                         else
685                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
686                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
687                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
688                 }
689                 *bap++ = blkno;
690         }
691         /*
692          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
693          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
694          * the old block values may have been written to disk. In practise
695          * they are almost never written, but if we are concerned about
696          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
697          *
698          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
699          * that shows whether the associated buffers and inodes have
700          * been written. The flag should be set when the cluster is
701          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
702          * We can then check below to see if it is set, and do the
703          * synchronous write only when it has been cleared.
704          */
705         if (sbap != &ip->i_din1->di_db[0]) {
706                 if (doasyncfree)
707                         bdwrite(sbp);
708                 else
709                         bwrite(sbp);
710         } else {
711                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
712                 if (!doasyncfree)
713                         ffs_update(vp, 1);
714         }
715         if (ssize < len) {
716                 if (doasyncfree)
717                         bdwrite(ebp);
718                 else
719                         bwrite(ebp);
720         }
721         /*
722          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
723          */
724 #ifdef DEBUG
725         if (prtrealloc)
726                 printf("\n\tnew:");
727 #endif
728         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
729                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
730                         ffs_blkfree(ump, fs, ip->i_devvp,
731                             dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno),
732                             fs->fs_bsize, ip->i_number, vp->v_type, NULL);
733                 buflist->bs_children[i]->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
734 #ifdef INVARIANTS
735                 if (!ffs_checkblk(ip,
736                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
737                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
738 #endif
739 #ifdef DEBUG
740                 if (prtrealloc)
741                         printf(" %d,", blkno);
742 #endif
743         }
744 #ifdef DEBUG
745         if (prtrealloc) {
746                 prtrealloc--;
747                 printf("\n");
748         }
749 #endif
750         return (0);
751
752 fail:
753         if (ssize < len)
754                 brelse(ebp);
755         if (sbap != &ip->i_din1->di_db[0])
756                 brelse(sbp);
757         return (ENOSPC);
758 }
759
760 static int
761 ffs_reallocblks_ufs2(ap)
762         struct vop_reallocblks_args /* {
763                 struct vnode *a_vp;
764                 struct cluster_save *a_buflist;
765         } */ *ap;
766 {
767         struct fs *fs;
768         struct inode *ip;
769         struct vnode *vp;
770         struct buf *sbp, *ebp;
771         ufs2_daddr_t *bap, *sbap, *ebap;
772         struct cluster_save *buflist;
773         struct ufsmount *ump;
774         ufs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
775         ufs2_daddr_t soff, newblk, blkno, pref;
776         struct indir start_ap[NIADDR + 1], end_ap[NIADDR + 1], *idp;
777         int i, cg, len, start_lvl, end_lvl, ssize;
778
779         vp = ap->a_vp;
780         ip = VTOI(vp);
781         fs = ip->i_fs;
782         ump = ip->i_ump;
783         /*
784          * If we are not tracking block clusters or if we have less than 4%
785          * free blocks left, then do not attempt to cluster. Running with
786          * less than 5% free block reserve is not recommended and those that
787          * choose to do so do not expect to have good file layout.
788          */
789         if (fs->fs_contigsumsize <= 0 || freespace(fs, 4) < 0)
790                 return (ENOSPC);
791         buflist = ap->a_buflist;
792         len = buflist->bs_nchildren;
793         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
794         end_lbn = start_lbn + len - 1;
795 #ifdef INVARIANTS
796         for (i = 0; i < len; i++)
797                 if (!ffs_checkblk(ip,
798                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
799                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
800         for (i = 1; i < len; i++)
801                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
802                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
803         blkno = buflist->bs_children[0]->b_blkno;
804         ssize = fsbtodb(fs, fs->fs_frag);
805         for (i = 1; i < len - 1; i++)
806                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != blkno + (i * ssize))
807                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
808 #endif
809         /*
810          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
811          * block, do not move anything in it. Indirect blocks are
812          * usually initially laid out in a position between the data
813          * blocks. Block reallocation would usually destroy locality by
814          * moving the indirect block out of the way to make room for
815          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
816          * this for other indirect block boundaries, but it is only
817          * important for the first one.
818          */
819         if (start_lbn < NDADDR && end_lbn >= NDADDR)
820                 return (ENOSPC);
821         /*
822          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
823          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
824          * the previous cylinder group.
825          */
826         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
827             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
828                 return (ENOSPC);
829         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
830             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
831                 return (ENOSPC);
832         /*
833          * Get the starting offset and block map for the first block.
834          */
835         if (start_lvl == 0) {
836                 sbap = &ip->i_din2->di_db[0];
837                 soff = start_lbn;
838         } else {
839                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
840                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
841                         brelse(sbp);
842                         return (ENOSPC);
843                 }
844                 sbap = (ufs2_daddr_t *)sbp->b_data;
845                 soff = idp->in_off;
846         }
847         /*
848          * If the block range spans two block maps, get the second map.
849          */
850         ebap = NULL;
851         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
852                 ssize = len;
853         } else {
854 #ifdef INVARIANTS
855                 if (start_lvl > 0 &&
856                     start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
857                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
858 #endif
859                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
860                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &ebp))
861                         goto fail;
862                 ebap = (ufs2_daddr_t *)ebp->b_data;
863         }
864         /*
865          * Find the preferred location for the cluster. If we have not
866          * previously failed at this endeavor, then follow our standard
867          * preference calculation. If we have failed at it, then pick up
868          * where we last ended our search.
869          */
870         UFS_LOCK(ump);
871         if (ip->i_nextclustercg == -1)
872                 pref = ffs_blkpref_ufs2(ip, start_lbn, soff, sbap);
873         else
874                 pref = cgdata(fs, ip->i_nextclustercg);
875         /*
876          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
877          * To avoid wasting too much time, we limit the number of cylinder
878          * groups that we will search.
879          */
880         cg = dtog(fs, pref);
881         for (i = min(maxclustersearch, fs->fs_ncg); i > 0; i--) {
882                 if ((newblk = ffs_clusteralloc(ip, cg, pref, len)) != 0)
883                         break;
884                 cg += 1;
885                 if (cg >= fs->fs_ncg)
886                         cg = 0;
887         }
888         /*
889          * If we have failed in our search, record where we gave up for
890          * next time. Otherwise, fall back to our usual search citerion.
891          */
892         if (newblk == 0) {
893                 ip->i_nextclustercg = cg;
894                 UFS_UNLOCK(ump);
895                 goto fail;
896         }
897         ip->i_nextclustercg = -1;
898         /*
899          * We have found a new contiguous block.
900          *
901          * First we have to replace the old block pointers with the new
902          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
903          * with the file.
904          */
905 #ifdef DEBUG
906         if (prtrealloc)
907                 printf("realloc: ino %ju, lbns %jd-%jd\n\told:", (uintmax_t)ip->i_number,
908                     (intmax_t)start_lbn, (intmax_t)end_lbn);
909 #endif
910         blkno = newblk;
911         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
912                 if (i == ssize) {
913                         bap = ebap;
914                         soff = -i;
915                 }
916 #ifdef INVARIANTS
917                 if (!ffs_checkblk(ip,
918                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
919                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
920                 if (dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno) != *bap)
921                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
922 #endif
923 #ifdef DEBUG
924                 if (prtrealloc)
925                         printf(" %jd,", (intmax_t)*bap);
926 #endif
927                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
928                         if (sbap == &ip->i_din2->di_db[0] && i < ssize)
929                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
930                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
931                                     buflist->bs_children[i]);
932                         else
933                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
934                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
935                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
936                 }
937                 *bap++ = blkno;
938         }
939         /*
940          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
941          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
942          * the old block values may have been written to disk. In practise
943          * they are almost never written, but if we are concerned about
944          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
945          *
946          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
947          * that shows whether the associated buffers and inodes have
948          * been written. The flag should be set when the cluster is
949          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
950          * We can then check below to see if it is set, and do the
951          * synchronous write only when it has been cleared.
952          */
953         if (sbap != &ip->i_din2->di_db[0]) {
954                 if (doasyncfree)
955                         bdwrite(sbp);
956                 else
957                         bwrite(sbp);
958         } else {
959                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
960                 if (!doasyncfree)
961                         ffs_update(vp, 1);
962         }
963         if (ssize < len) {
964                 if (doasyncfree)
965                         bdwrite(ebp);
966                 else
967                         bwrite(ebp);
968         }
969         /*
970          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
971          */
972 #ifdef DEBUG
973         if (prtrealloc)
974                 printf("\n\tnew:");
975 #endif
976         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
977                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
978                         ffs_blkfree(ump, fs, ip->i_devvp,
979                             dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno),
980                             fs->fs_bsize, ip->i_number, vp->v_type, NULL);
981                 buflist->bs_children[i]->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
982 #ifdef INVARIANTS
983                 if (!ffs_checkblk(ip,
984                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
985                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
986 #endif
987 #ifdef DEBUG
988                 if (prtrealloc)
989                         printf(" %jd,", (intmax_t)blkno);
990 #endif
991         }
992 #ifdef DEBUG
993         if (prtrealloc) {
994                 prtrealloc--;
995                 printf("\n");
996         }
997 #endif
998         return (0);
999
1000 fail:
1001         if (ssize < len)
1002                 brelse(ebp);
1003         if (sbap != &ip->i_din2->di_db[0])
1004                 brelse(sbp);
1005         return (ENOSPC);
1006 }
1007
1008 /*
1009  * Allocate an inode in the filesystem.
1010  *
1011  * If allocating a directory, use ffs_dirpref to select the inode.
1012  * If allocating in a directory, the following hierarchy is followed:
1013  *   1) allocate the preferred inode.
1014  *   2) allocate an inode in the same cylinder group.
1015  *   3) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
1016  *      available inode is located.
1017  * If no inode preference is given the following hierarchy is used
1018  * to allocate an inode:
1019  *   1) allocate an inode in cylinder group 0.
1020  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
1021  *      available inode is located.
1022  */
1023 int
1024 ffs_valloc(pvp, mode, cred, vpp)
1025         struct vnode *pvp;
1026         int mode;
1027         struct ucred *cred;
1028         struct vnode **vpp;
1029 {
1030         struct inode *pip;
1031         struct fs *fs;
1032         struct inode *ip;
1033         struct timespec ts;
1034         struct ufsmount *ump;
1035         ino_t ino, ipref;
1036         u_int cg;
1037         int error, error1, reclaimed;
1038         static struct timeval lastfail;
1039         static int curfail;
1040
1041         *vpp = NULL;
1042         pip = VTOI(pvp);
1043         fs = pip->i_fs;
1044         ump = pip->i_ump;
1045
1046         UFS_LOCK(ump);
1047         reclaimed = 0;
1048 retry:
1049         if (fs->fs_cstotal.cs_nifree == 0)
1050                 goto noinodes;
1051
1052         if ((mode & IFMT) == IFDIR)
1053                 ipref = ffs_dirpref(pip);
1054         else
1055                 ipref = pip->i_number;
1056         if (ipref >= fs->fs_ncg * fs->fs_ipg)
1057                 ipref = 0;
1058         cg = ino_to_cg(fs, ipref);
1059         /*
1060          * Track number of dirs created one after another
1061          * in a same cg without intervening by files.
1062          */
1063         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1064                 if (fs->fs_contigdirs[cg] < 255)
1065                         fs->fs_contigdirs[cg]++;
1066         } else {
1067                 if (fs->fs_contigdirs[cg] > 0)
1068                         fs->fs_contigdirs[cg]--;
1069         }
1070         ino = (ino_t)ffs_hashalloc(pip, cg, ipref, mode, 0,
1071                                         (allocfcn_t *)ffs_nodealloccg);
1072         if (ino == 0)
1073                 goto noinodes;
1074         error = ffs_vget(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp);
1075         if (error) {
1076                 error1 = ffs_vgetf(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp,
1077                     FFSV_FORCEINSMQ);
1078                 ffs_vfree(pvp, ino, mode);
1079                 if (error1 == 0) {
1080                         ip = VTOI(*vpp);
1081                         if (ip->i_mode)
1082                                 goto dup_alloc;
1083                         ip->i_flag |= IN_MODIFIED;
1084                         vput(*vpp);
1085                 }
1086                 return (error);
1087         }
1088         ip = VTOI(*vpp);
1089         if (ip->i_mode) {
1090 dup_alloc:
1091                 printf("mode = 0%o, inum = %ju, fs = %s\n",
1092                     ip->i_mode, (uintmax_t)ip->i_number, fs->fs_fsmnt);
1093                 panic("ffs_valloc: dup alloc");
1094         }
1095         if (DIP(ip, i_blocks) && (fs->fs_flags & FS_UNCLEAN) == 0) {  /* XXX */
1096                 printf("free inode %s/%lu had %ld blocks\n",
1097                     fs->fs_fsmnt, (u_long)ino, (long)DIP(ip, i_blocks));
1098                 DIP_SET(ip, i_blocks, 0);
1099         }
1100         ip->i_flags = 0;
1101         DIP_SET(ip, i_flags, 0);
1102         /*
1103          * Set up a new generation number for this inode.
1104          */
1105         while (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
1106                 ip->i_gen = arc4random();
1107         DIP_SET(ip, i_gen, ip->i_gen);
1108         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC) {
1109                 vfs_timestamp(&ts);
1110                 ip->i_din2->di_birthtime = ts.tv_sec;
1111                 ip->i_din2->di_birthnsec = ts.tv_nsec;
1112         }
1113         ufs_prepare_reclaim(*vpp);
1114         ip->i_flag = 0;
1115         (*vpp)->v_vflag = 0;
1116         (*vpp)->v_type = VNON;
1117         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC)
1118                 (*vpp)->v_op = &ffs_vnodeops2;
1119         else
1120                 (*vpp)->v_op = &ffs_vnodeops1;
1121         return (0);
1122 noinodes:
1123         if (reclaimed == 0) {
1124                 reclaimed = 1;
1125                 softdep_request_cleanup(fs, pvp, cred, FLUSH_INODES_WAIT);
1126                 goto retry;
1127         }
1128         UFS_UNLOCK(ump);
1129         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
1130                 ffs_fserr(fs, pip->i_number, "out of inodes");
1131                 uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n",
1132                     fs->fs_fsmnt);
1133         }
1134         return (ENOSPC);
1135 }
1136
1137 /*
1138  * Find a cylinder group to place a directory.
1139  *
1140  * The policy implemented by this algorithm is to allocate a
1141  * directory inode in the same cylinder group as its parent
1142  * directory, but also to reserve space for its files inodes
1143  * and data. Restrict the number of directories which may be
1144  * allocated one after another in the same cylinder group
1145  * without intervening allocation of files.
1146  *
1147  * If we allocate a first level directory then force allocation
1148  * in another cylinder group.
1149  */
1150 static ino_t
1151 ffs_dirpref(pip)
1152         struct inode *pip;
1153 {
1154         struct fs *fs;
1155         int cg, prefcg, dirsize, cgsize;
1156         u_int avgifree, avgbfree, avgndir, curdirsize;
1157         u_int minifree, minbfree, maxndir;
1158         u_int mincg, minndir;
1159         u_int maxcontigdirs;
1160
1161         mtx_assert(UFS_MTX(pip->i_ump), MA_OWNED);
1162         fs = pip->i_fs;
1163
1164         avgifree = fs->fs_cstotal.cs_nifree / fs->fs_ncg;
1165         avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1166         avgndir = fs->fs_cstotal.cs_ndir / fs->fs_ncg;
1167
1168         /*
1169          * Force allocation in another cg if creating a first level dir.
1170          */
1171         ASSERT_VOP_LOCKED(ITOV(pip), "ffs_dirpref");
1172         if (ITOV(pip)->v_vflag & VV_ROOT) {
1173                 prefcg = arc4random() % fs->fs_ncg;
1174                 mincg = prefcg;
1175                 minndir = fs->fs_ipg;
1176                 for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1177                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
1178                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree &&
1179                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1180                                 mincg = cg;
1181                                 minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
1182                         }
1183                 for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1184                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
1185                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree &&
1186                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1187                                 mincg = cg;
1188                                 minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
1189                         }
1190                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * mincg));
1191         }
1192
1193         /*
1194          * Count various limits which used for
1195          * optimal allocation of a directory inode.
1196          */
1197         maxndir = min(avgndir + fs->fs_ipg / 16, fs->fs_ipg);
1198         minifree = avgifree - avgifree / 4;
1199         if (minifree < 1)
1200                 minifree = 1;
1201         minbfree = avgbfree - avgbfree / 4;
1202         if (minbfree < 1)
1203                 minbfree = 1;
1204         cgsize = fs->fs_fsize * fs->fs_fpg;
1205         dirsize = fs->fs_avgfilesize * fs->fs_avgfpdir;
1206         curdirsize = avgndir ? (cgsize - avgbfree * fs->fs_bsize) / avgndir : 0;
1207         if (dirsize < curdirsize)
1208                 dirsize = curdirsize;
1209         if (dirsize <= 0)
1210                 maxcontigdirs = 0;              /* dirsize overflowed */
1211         else
1212                 maxcontigdirs = min((avgbfree * fs->fs_bsize) / dirsize, 255);
1213         if (fs->fs_avgfpdir > 0)
1214                 maxcontigdirs = min(maxcontigdirs,
1215                                     fs->fs_ipg / fs->fs_avgfpdir);
1216         if (maxcontigdirs == 0)
1217                 maxcontigdirs = 1;
1218
1219         /*
1220          * Limit number of dirs in one cg and reserve space for 
1221          * regular files, but only if we have no deficit in
1222          * inodes or space.
1223          *
1224          * We are trying to find a suitable cylinder group nearby
1225          * our preferred cylinder group to place a new directory.
1226          * We scan from our preferred cylinder group forward looking
1227          * for a cylinder group that meets our criterion. If we get
1228          * to the final cylinder group and do not find anything,
1229          * we start scanning forwards from the beginning of the
1230          * filesystem. While it might seem sensible to start scanning
1231          * backwards or even to alternate looking forward and backward,
1232          * this approach fails badly when the filesystem is nearly full.
1233          * Specifically, we first search all the areas that have no space
1234          * and finally try the one preceding that. We repeat this on
1235          * every request and in the case of the final block end up
1236          * searching the entire filesystem. By jumping to the front
1237          * of the filesystem, our future forward searches always look
1238          * in new cylinder groups so finds every possible block after
1239          * one pass over the filesystem.
1240          */
1241         prefcg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
1242         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1243                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
1244                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
1245                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
1246                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
1247                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1248                 }
1249         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1250                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
1251                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
1252                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
1253                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
1254                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1255                 }
1256         /*
1257          * This is a backstop when we have deficit in space.
1258          */
1259         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1260                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
1261                         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1262         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1263                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
1264                         break;
1265         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1266 }
1267
1268 /*
1269  * Select the desired position for the next block in a file.  The file is
1270  * logically divided into sections. The first section is composed of the
1271  * direct blocks and the next fs_maxbpg blocks. Each additional section
1272  * contains fs_maxbpg blocks.
1273  *
1274  * If no blocks have been allocated in the first section, the policy is to
1275  * request a block in the same cylinder group as the inode that describes
1276  * the file. The first indirect is allocated immediately following the last
1277  * direct block and the data blocks for the first indirect immediately
1278  * follow it.
1279  *
1280  * If no blocks have been allocated in any other section, the indirect 
1281  * block(s) are allocated in the same cylinder group as its inode in an
1282  * area reserved immediately following the inode blocks. The policy for
1283  * the data blocks is to place them in a cylinder group with a greater than
1284  * average number of free blocks. An appropriate cylinder group is found
1285  * by using a rotor that sweeps the cylinder groups. When a new group of
1286  * blocks is needed, the sweep begins in the cylinder group following the
1287  * cylinder group from which the previous allocation was made. The sweep
1288  * continues until a cylinder group with greater than the average number
1289  * of free blocks is found. If the allocation is for the first block in an
1290  * indirect block or the previous block is a hole, then the information on
1291  * the previous allocation is unavailable; here a best guess is made based
1292  * on the logical block number being allocated.
1293  *
1294  * If a section is already partially allocated, the policy is to
1295  * allocate blocks contiguously within the section if possible.
1296  */
1297 ufs2_daddr_t
1298 ffs_blkpref_ufs1(ip, lbn, indx, bap)
1299         struct inode *ip;
1300         ufs_lbn_t lbn;
1301         int indx;
1302         ufs1_daddr_t *bap;
1303 {
1304         struct fs *fs;
1305         u_int cg, inocg;
1306         u_int avgbfree, startcg;
1307         ufs2_daddr_t pref;
1308
1309         KASSERT(indx <= 0 || bap != NULL, ("need non-NULL bap"));
1310         mtx_assert(UFS_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
1311         fs = ip->i_fs;
1312         /*
1313          * Allocation of indirect blocks is indicated by passing negative
1314          * values in indx: -1 for single indirect, -2 for double indirect,
1315          * -3 for triple indirect. As noted below, we attempt to allocate
1316          * the first indirect inline with the file data. For all later
1317          * indirect blocks, the data is often allocated in other cylinder
1318          * groups. However to speed random file access and to speed up
1319          * fsck, the filesystem reserves the first fs_metaspace blocks
1320          * (typically half of fs_minfree) of the data area of each cylinder
1321          * group to hold these later indirect blocks.
1322          */
1323         inocg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
1324         if (indx < 0) {
1325                 /*
1326                  * Our preference for indirect blocks is the zone at the
1327                  * beginning of the inode's cylinder group data area that
1328                  * we try to reserve for indirect blocks.
1329                  */
1330                 pref = cgmeta(fs, inocg);
1331                 /*
1332                  * If we are allocating the first indirect block, try to
1333                  * place it immediately following the last direct block.
1334                  */
1335                 if (indx == -1 && lbn < NDADDR + NINDIR(fs) &&
1336                     ip->i_din1->di_db[NDADDR - 1] != 0)
1337                         pref = ip->i_din1->di_db[NDADDR - 1] + fs->fs_frag;
1338                 return (pref);
1339         }
1340         /*
1341          * If we are allocating the first data block in the first indirect
1342          * block and the indirect has been allocated in the data block area,
1343          * try to place it immediately following the indirect block.
1344          */
1345         if (lbn == NDADDR) {
1346                 pref = ip->i_din1->di_ib[0];
1347                 if (pref != 0 && pref >= cgdata(fs, inocg) &&
1348                     pref < cgbase(fs, inocg + 1))
1349                         return (pref + fs->fs_frag);
1350         }
1351         /*
1352          * If we are at the beginning of a file, or we have already allocated
1353          * the maximum number of blocks per cylinder group, or we do not
1354          * have a block allocated immediately preceding us, then we need
1355          * to decide where to start allocating new blocks.
1356          */
1357         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || bap[indx - 1] == 0) {
1358                 /*
1359                  * If we are allocating a directory data block, we want
1360                  * to place it in the metadata area.
1361                  */
1362                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR)
1363                         return (cgmeta(fs, inocg));
1364                 /*
1365                  * Until we fill all the direct and all the first indirect's
1366                  * blocks, we try to allocate in the data area of the inode's
1367                  * cylinder group.
1368                  */
1369                 if (lbn < NDADDR + NINDIR(fs))
1370                         return (cgdata(fs, inocg));
1371                 /*
1372                  * Find a cylinder with greater than average number of
1373                  * unused data blocks.
1374                  */
1375                 if (indx == 0 || bap[indx - 1] == 0)
1376                         startcg = inocg + lbn / fs->fs_maxbpg;
1377                 else
1378                         startcg = dtog(fs, bap[indx - 1]) + 1;
1379                 startcg %= fs->fs_ncg;
1380                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1381                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1382                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1383                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1384                                 return (cgdata(fs, cg));
1385                         }
1386                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
1387                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1388                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1389                                 return (cgdata(fs, cg));
1390                         }
1391                 return (0);
1392         }
1393         /*
1394          * Otherwise, we just always try to lay things out contiguously.
1395          */
1396         return (bap[indx - 1] + fs->fs_frag);
1397 }
1398
1399 /*
1400  * Same as above, but for UFS2
1401  */
1402 ufs2_daddr_t
1403 ffs_blkpref_ufs2(ip, lbn, indx, bap)
1404         struct inode *ip;
1405         ufs_lbn_t lbn;
1406         int indx;
1407         ufs2_daddr_t *bap;
1408 {
1409         struct fs *fs;
1410         u_int cg, inocg;
1411         u_int avgbfree, startcg;
1412         ufs2_daddr_t pref;
1413
1414         KASSERT(indx <= 0 || bap != NULL, ("need non-NULL bap"));
1415         mtx_assert(UFS_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
1416         fs = ip->i_fs;
1417         /*
1418          * Allocation of indirect blocks is indicated by passing negative
1419          * values in indx: -1 for single indirect, -2 for double indirect,
1420          * -3 for triple indirect. As noted below, we attempt to allocate
1421          * the first indirect inline with the file data. For all later
1422          * indirect blocks, the data is often allocated in other cylinder
1423          * groups. However to speed random file access and to speed up
1424          * fsck, the filesystem reserves the first fs_metaspace blocks
1425          * (typically half of fs_minfree) of the data area of each cylinder
1426          * group to hold these later indirect blocks.
1427          */
1428         inocg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
1429         if (indx < 0) {
1430                 /*
1431                  * Our preference for indirect blocks is the zone at the
1432                  * beginning of the inode's cylinder group data area that
1433                  * we try to reserve for indirect blocks.
1434                  */
1435                 pref = cgmeta(fs, inocg);
1436                 /*
1437                  * If we are allocating the first indirect block, try to
1438                  * place it immediately following the last direct block.
1439                  */
1440                 if (indx == -1 && lbn < NDADDR + NINDIR(fs) &&
1441                     ip->i_din2->di_db[NDADDR - 1] != 0)
1442                         pref = ip->i_din2->di_db[NDADDR - 1] + fs->fs_frag;
1443                 return (pref);
1444         }
1445         /*
1446          * If we are allocating the first data block in the first indirect
1447          * block and the indirect has been allocated in the data block area,
1448          * try to place it immediately following the indirect block.
1449          */
1450         if (lbn == NDADDR) {
1451                 pref = ip->i_din2->di_ib[0];
1452                 if (pref != 0 && pref >= cgdata(fs, inocg) &&
1453                     pref < cgbase(fs, inocg + 1))
1454                         return (pref + fs->fs_frag);
1455         }
1456         /*
1457          * If we are at the beginning of a file, or we have already allocated
1458          * the maximum number of blocks per cylinder group, or we do not
1459          * have a block allocated immediately preceding us, then we need
1460          * to decide where to start allocating new blocks.
1461          */
1462         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || bap[indx - 1] == 0) {
1463                 /*
1464                  * If we are allocating a directory data block, we want
1465                  * to place it in the metadata area.
1466                  */
1467                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR)
1468                         return (cgmeta(fs, inocg));
1469                 /*
1470                  * Until we fill all the direct and all the first indirect's
1471                  * blocks, we try to allocate in the data area of the inode's
1472                  * cylinder group.
1473                  */
1474                 if (lbn < NDADDR + NINDIR(fs))
1475                         return (cgdata(fs, inocg));
1476                 /*
1477                  * Find a cylinder with greater than average number of
1478                  * unused data blocks.
1479                  */
1480                 if (indx == 0 || bap[indx - 1] == 0)
1481                         startcg = inocg + lbn / fs->fs_maxbpg;
1482                 else
1483                         startcg = dtog(fs, bap[indx - 1]) + 1;
1484                 startcg %= fs->fs_ncg;
1485                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1486                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1487                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1488                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1489                                 return (cgdata(fs, cg));
1490                         }
1491                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
1492                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1493                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1494                                 return (cgdata(fs, cg));
1495                         }
1496                 return (0);
1497         }
1498         /*
1499          * Otherwise, we just always try to lay things out contiguously.
1500          */
1501         return (bap[indx - 1] + fs->fs_frag);
1502 }
1503
1504 /*
1505  * Implement the cylinder overflow algorithm.
1506  *
1507  * The policy implemented by this algorithm is:
1508  *   1) allocate the block in its requested cylinder group.
1509  *   2) quadradically rehash on the cylinder group number.
1510  *   3) brute force search for a free block.
1511  *
1512  * Must be called with the UFS lock held.  Will release the lock on success
1513  * and return with it held on failure.
1514  */
1515 /*VARARGS5*/
1516 static ufs2_daddr_t
1517 ffs_hashalloc(ip, cg, pref, size, rsize, allocator)
1518         struct inode *ip;
1519         u_int cg;
1520         ufs2_daddr_t pref;
1521         int size;       /* Search size for data blocks, mode for inodes */
1522         int rsize;      /* Real allocated size. */
1523         allocfcn_t *allocator;
1524 {
1525         struct fs *fs;
1526         ufs2_daddr_t result;
1527         u_int i, icg = cg;
1528
1529         mtx_assert(UFS_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
1530 #ifdef INVARIANTS
1531         if (ITOV(ip)->v_mount->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPENDED)
1532                 panic("ffs_hashalloc: allocation on suspended filesystem");
1533 #endif
1534         fs = ip->i_fs;
1535         /*
1536          * 1: preferred cylinder group
1537          */
1538         result = (*allocator)(ip, cg, pref, size, rsize);
1539         if (result)
1540                 return (result);
1541         /*
1542          * 2: quadratic rehash
1543          */
1544         for (i = 1; i < fs->fs_ncg; i *= 2) {
1545                 cg += i;
1546                 if (cg >= fs->fs_ncg)
1547                         cg -= fs->fs_ncg;
1548                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size, rsize);
1549                 if (result)
1550                         return (result);
1551         }
1552         /*
1553          * 3: brute force search
1554          * Note that we start at i == 2, since 0 was checked initially,
1555          * and 1 is always checked in the quadratic rehash.
1556          */
1557         cg = (icg + 2) % fs->fs_ncg;
1558         for (i = 2; i < fs->fs_ncg; i++) {
1559                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size, rsize);
1560                 if (result)
1561                         return (result);
1562                 cg++;
1563                 if (cg == fs->fs_ncg)
1564                         cg = 0;
1565         }
1566         return (0);
1567 }
1568
1569 /*
1570  * Determine whether a fragment can be extended.
1571  *
1572  * Check to see if the necessary fragments are available, and
1573  * if they are, allocate them.
1574  */
1575 static ufs2_daddr_t
1576 ffs_fragextend(ip, cg, bprev, osize, nsize)
1577         struct inode *ip;
1578         u_int cg;
1579         ufs2_daddr_t bprev;
1580         int osize, nsize;
1581 {
1582         struct fs *fs;
1583         struct cg *cgp;
1584         struct buf *bp;
1585         struct ufsmount *ump;
1586         int nffree;
1587         long bno;
1588         int frags, bbase;
1589         int i, error;
1590         u_int8_t *blksfree;
1591
1592         ump = ip->i_ump;
1593         fs = ip->i_fs;
1594         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree < numfrags(fs, nsize - osize))
1595                 return (0);
1596         frags = numfrags(fs, nsize);
1597         bbase = fragnum(fs, bprev);
1598         if (bbase > fragnum(fs, (bprev + frags - 1))) {
1599                 /* cannot extend across a block boundary */
1600                 return (0);
1601         }
1602         UFS_UNLOCK(ump);
1603         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
1604                 (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
1605         if (error)
1606                 goto fail;
1607         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1608         if (!cg_chkmagic(cgp))
1609                 goto fail;
1610         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
1611         cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
1612         bno = dtogd(fs, bprev);
1613         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1614         for (i = numfrags(fs, osize); i < frags; i++)
1615                 if (isclr(blksfree, bno + i))
1616                         goto fail;
1617         /*
1618          * the current fragment can be extended
1619          * deduct the count on fragment being extended into
1620          * increase the count on the remaining fragment (if any)
1621          * allocate the extended piece
1622          */
1623         for (i = frags; i < fs->fs_frag - bbase; i++)
1624                 if (isclr(blksfree, bno + i))
1625                         break;
1626         cgp->cg_frsum[i - numfrags(fs, osize)]--;
1627         if (i != frags)
1628                 cgp->cg_frsum[i - frags]++;
1629         for (i = numfrags(fs, osize), nffree = 0; i < frags; i++) {
1630                 clrbit(blksfree, bno + i);
1631                 cgp->cg_cs.cs_nffree--;
1632                 nffree++;
1633         }
1634         UFS_LOCK(ump);
1635         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= nffree;
1636         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= nffree;
1637         fs->fs_fmod = 1;
1638         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1639         UFS_UNLOCK(ump);
1640         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1641                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), bprev,
1642                     frags, numfrags(fs, osize));
1643         bdwrite(bp);
1644         return (bprev);
1645
1646 fail:
1647         brelse(bp);
1648         UFS_LOCK(ump);
1649         return (0);
1650
1651 }
1652
1653 /*
1654  * Determine whether a block can be allocated.
1655  *
1656  * Check to see if a block of the appropriate size is available,
1657  * and if it is, allocate it.
1658  */
1659 static ufs2_daddr_t
1660 ffs_alloccg(ip, cg, bpref, size, rsize)
1661         struct inode *ip;
1662         u_int cg;
1663         ufs2_daddr_t bpref;
1664         int size;
1665         int rsize;
1666 {
1667         struct fs *fs;
1668         struct cg *cgp;
1669         struct buf *bp;
1670         struct ufsmount *ump;
1671         ufs1_daddr_t bno;
1672         ufs2_daddr_t blkno;
1673         int i, allocsiz, error, frags;
1674         u_int8_t *blksfree;
1675
1676         ump = ip->i_ump;
1677         fs = ip->i_fs;
1678         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize)
1679                 return (0);
1680         UFS_UNLOCK(ump);
1681         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
1682                 (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
1683         if (error)
1684                 goto fail;
1685         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1686         if (!cg_chkmagic(cgp) ||
1687             (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize))
1688                 goto fail;
1689         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
1690         cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
1691         if (size == fs->fs_bsize) {
1692                 UFS_LOCK(ump);
1693                 blkno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, rsize);
1694                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
1695                 UFS_UNLOCK(ump);
1696                 bdwrite(bp);
1697                 return (blkno);
1698         }
1699         /*
1700          * check to see if any fragments are already available
1701          * allocsiz is the size which will be allocated, hacking
1702          * it down to a smaller size if necessary
1703          */
1704         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1705         frags = numfrags(fs, size);
1706         for (allocsiz = frags; allocsiz < fs->fs_frag; allocsiz++)
1707                 if (cgp->cg_frsum[allocsiz] != 0)
1708                         break;
1709         if (allocsiz == fs->fs_frag) {
1710                 /*
1711                  * no fragments were available, so a block will be
1712                  * allocated, and hacked up
1713                  */
1714                 if (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0)
1715                         goto fail;
1716                 UFS_LOCK(ump);
1717                 blkno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, rsize);
1718                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
1719                 UFS_UNLOCK(ump);
1720                 bdwrite(bp);
1721                 return (blkno);
1722         }
1723         KASSERT(size == rsize,
1724             ("ffs_alloccg: size(%d) != rsize(%d)", size, rsize));
1725         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz);
1726         if (bno < 0)
1727                 goto fail;
1728         for (i = 0; i < frags; i++)
1729                 clrbit(blksfree, bno + i);
1730         cgp->cg_cs.cs_nffree -= frags;
1731         cgp->cg_frsum[allocsiz]--;
1732         if (frags != allocsiz)
1733                 cgp->cg_frsum[allocsiz - frags]++;
1734         UFS_LOCK(ump);
1735         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= frags;
1736         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= frags;
1737         fs->fs_fmod = 1;
1738         blkno = cgbase(fs, cg) + bno;
1739         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1740         UFS_UNLOCK(ump);
1741         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1742                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), blkno, frags, 0);
1743         bdwrite(bp);
1744         return (blkno);
1745
1746 fail:
1747         brelse(bp);
1748         UFS_LOCK(ump);
1749         return (0);
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Allocate a block in a cylinder group.
1754  *
1755  * This algorithm implements the following policy:
1756  *   1) allocate the requested block.
1757  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
1758  *   3) allocate the next available block on the block rotor for the
1759  *      specified cylinder group.
1760  * Note that this routine only allocates fs_bsize blocks; these
1761  * blocks may be fragmented by the routine that allocates them.
1762  */
1763 static ufs2_daddr_t
1764 ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, size)
1765         struct inode *ip;
1766         struct buf *bp;
1767         ufs2_daddr_t bpref;
1768         int size;
1769 {
1770         struct fs *fs;
1771         struct cg *cgp;
1772         struct ufsmount *ump;
1773         ufs1_daddr_t bno;
1774         ufs2_daddr_t blkno;
1775         u_int8_t *blksfree;
1776         int i, cgbpref;
1777
1778         fs = ip->i_fs;
1779         ump = ip->i_ump;
1780         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
1781         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1782         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1783         if (bpref == 0) {
1784                 bpref = cgbase(fs, cgp->cg_cgx) + cgp->cg_rotor + fs->fs_frag;
1785         } else if ((cgbpref = dtog(fs, bpref)) != cgp->cg_cgx) {
1786                 /* map bpref to correct zone in this cg */
1787                 if (bpref < cgdata(fs, cgbpref))
1788                         bpref = cgmeta(fs, cgp->cg_cgx);
1789                 else
1790                         bpref = cgdata(fs, cgp->cg_cgx);
1791         }
1792         /*
1793          * if the requested block is available, use it
1794          */
1795         bno = dtogd(fs, blknum(fs, bpref));
1796         if (ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, bno)))
1797                 goto gotit;
1798         /*
1799          * Take the next available block in this cylinder group.
1800          */
1801         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, (int)fs->fs_frag);
1802         if (bno < 0)
1803                 return (0);
1804         /* Update cg_rotor only if allocated from the data zone */
1805         if (bno >= dtogd(fs, cgdata(fs, cgp->cg_cgx)))
1806                 cgp->cg_rotor = bno;
1807 gotit:
1808         blkno = fragstoblks(fs, bno);
1809         ffs_clrblock(fs, blksfree, (long)blkno);
1810         ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, -1);
1811         cgp->cg_cs.cs_nbfree--;
1812         fs->fs_cstotal.cs_nbfree--;
1813         fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nbfree--;
1814         fs->fs_fmod = 1;
1815         blkno = cgbase(fs, cgp->cg_cgx) + bno;
1816         /*
1817          * If the caller didn't want the whole block free the frags here.
1818          */
1819         size = numfrags(fs, size);
1820         if (size != fs->fs_frag) {
1821                 bno = dtogd(fs, blkno);
1822                 for (i = size; i < fs->fs_frag; i++)
1823                         setbit(blksfree, bno + i);
1824                 i = fs->fs_frag - size;
1825                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
1826                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
1827                 fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nffree += i;
1828                 fs->fs_fmod = 1;
1829                 cgp->cg_frsum[i]++;
1830         }
1831         /* XXX Fixme. */
1832         UFS_UNLOCK(ump);
1833         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1834                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), blkno,
1835                     size, 0);
1836         UFS_LOCK(ump);
1837         return (blkno);
1838 }
1839
1840 /*
1841  * Determine whether a cluster can be allocated.
1842  *
1843  * We do not currently check for optimal rotational layout if there
1844  * are multiple choices in the same cylinder group. Instead we just
1845  * take the first one that we find following bpref.
1846  */
1847 static ufs2_daddr_t
1848 ffs_clusteralloc(ip, cg, bpref, len)
1849         struct inode *ip;
1850         u_int cg;
1851         ufs2_daddr_t bpref;
1852         int len;
1853 {
1854         struct fs *fs;
1855         struct cg *cgp;
1856         struct buf *bp;
1857         struct ufsmount *ump;
1858         int i, run, bit, map, got;
1859         ufs2_daddr_t bno;
1860         u_char *mapp;
1861         int32_t *lp;
1862         u_int8_t *blksfree;
1863
1864         fs = ip->i_fs;
1865         ump = ip->i_ump;
1866         if (fs->fs_maxcluster[cg] < len)
1867                 return (0);
1868         UFS_UNLOCK(ump);
1869         if (bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)), (int)fs->fs_cgsize,
1870             NOCRED, &bp))
1871                 goto fail_lock;
1872         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1873         if (!cg_chkmagic(cgp))
1874                 goto fail_lock;
1875         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
1876         /*
1877          * Check to see if a cluster of the needed size (or bigger) is
1878          * available in this cylinder group.
1879          */
1880         lp = &cg_clustersum(cgp)[len];
1881         for (i = len; i <= fs->fs_contigsumsize; i++)
1882                 if (*lp++ > 0)
1883                         break;
1884         if (i > fs->fs_contigsumsize) {
1885                 /*
1886                  * This is the first time looking for a cluster in this
1887                  * cylinder group. Update the cluster summary information
1888                  * to reflect the true maximum sized cluster so that
1889                  * future cluster allocation requests can avoid reading
1890                  * the cylinder group map only to find no clusters.
1891                  */
1892                 lp = &cg_clustersum(cgp)[len - 1];
1893                 for (i = len - 1; i > 0; i--)
1894                         if (*lp-- > 0)
1895                                 break;
1896                 UFS_LOCK(ump);
1897                 fs->fs_maxcluster[cg] = i;
1898                 goto fail;
1899         }
1900         /*
1901          * Search the cluster map to find a big enough cluster.
1902          * We take the first one that we find, even if it is larger
1903          * than we need as we prefer to get one close to the previous
1904          * block allocation. We do not search before the current
1905          * preference point as we do not want to allocate a block
1906          * that is allocated before the previous one (as we will
1907          * then have to wait for another pass of the elevator
1908          * algorithm before it will be read). We prefer to fail and
1909          * be recalled to try an allocation in the next cylinder group.
1910          */
1911         if (dtog(fs, bpref) != cg)
1912                 bpref = cgdata(fs, cg);
1913         else
1914                 bpref = blknum(fs, bpref);
1915         bpref = fragstoblks(fs, dtogd(fs, bpref));
1916         mapp = &cg_clustersfree(cgp)[bpref / NBBY];
1917         map = *mapp++;
1918         bit = 1 << (bpref % NBBY);
1919         for (run = 0, got = bpref; got < cgp->cg_nclusterblks; got++) {
1920                 if ((map & bit) == 0) {
1921                         run = 0;
1922                 } else {
1923                         run++;
1924                         if (run == len)
1925                                 break;
1926                 }
1927                 if ((got & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1)) {
1928                         bit <<= 1;
1929                 } else {
1930                         map = *mapp++;
1931                         bit = 1;
1932                 }
1933         }
1934         if (got >= cgp->cg_nclusterblks)
1935                 goto fail_lock;
1936         /*
1937          * Allocate the cluster that we have found.
1938          */
1939         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1940         for (i = 1; i <= len; i++)
1941                 if (!ffs_isblock(fs, blksfree, got - run + i))
1942                         panic("ffs_clusteralloc: map mismatch");
1943         bno = cgbase(fs, cg) + blkstofrags(fs, got - run + 1);
1944         if (dtog(fs, bno) != cg)
1945                 panic("ffs_clusteralloc: allocated out of group");
1946         len = blkstofrags(fs, len);
1947         UFS_LOCK(ump);
1948         for (i = 0; i < len; i += fs->fs_frag)
1949                 if (ffs_alloccgblk(ip, bp, bno + i, fs->fs_bsize) != bno + i)
1950                         panic("ffs_clusteralloc: lost block");
1951         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1952         UFS_UNLOCK(ump);
1953         bdwrite(bp);
1954         return (bno);
1955
1956 fail_lock:
1957         UFS_LOCK(ump);
1958 fail:
1959         brelse(bp);
1960         return (0);
1961 }
1962
1963 static inline struct buf *
1964 getinobuf(struct inode *ip, u_int cg, u_int32_t cginoblk, int gbflags)
1965 {
1966         struct fs *fs;
1967
1968         fs = ip->i_fs;
1969         return (getblk(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, ino_to_fsba(fs,
1970             cg * fs->fs_ipg + cginoblk)), (int)fs->fs_bsize, 0, 0,
1971             gbflags));
1972 }
1973
1974 /*
1975  * Determine whether an inode can be allocated.
1976  *
1977  * Check to see if an inode is available, and if it is,
1978  * allocate it using the following policy:
1979  *   1) allocate the requested inode.
1980  *   2) allocate the next available inode after the requested
1981  *      inode in the specified cylinder group.
1982  */
1983 static ufs2_daddr_t
1984 ffs_nodealloccg(ip, cg, ipref, mode, unused)
1985         struct inode *ip;
1986         u_int cg;
1987         ufs2_daddr_t ipref;
1988         int mode;
1989         int unused;
1990 {
1991         struct fs *fs;
1992         struct cg *cgp;
1993         struct buf *bp, *ibp;
1994         struct ufsmount *ump;
1995         u_int8_t *inosused, *loc;
1996         struct ufs2_dinode *dp2;
1997         int error, start, len, i;
1998         u_int32_t old_initediblk;
1999
2000         fs = ip->i_fs;
2001         ump = ip->i_ump;
2002 check_nifree:
2003         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree == 0)
2004                 return (0);
2005         UFS_UNLOCK(ump);
2006         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
2007                 (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
2008         if (error) {
2009                 brelse(bp);
2010                 UFS_LOCK(ump);
2011                 return (0);
2012         }
2013         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2014 restart:
2015         if (!cg_chkmagic(cgp) || cgp->cg_cs.cs_nifree == 0) {
2016                 brelse(bp);
2017                 UFS_LOCK(ump);
2018                 return (0);
2019         }
2020         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
2021         inosused = cg_inosused(cgp);
2022         if (ipref) {
2023                 ipref %= fs->fs_ipg;
2024                 if (isclr(inosused, ipref))
2025                         goto gotit;
2026         }
2027         start = cgp->cg_irotor / NBBY;
2028         len = howmany(fs->fs_ipg - cgp->cg_irotor, NBBY);
2029         loc = memcchr(&inosused[start], 0xff, len);
2030         if (loc == NULL) {
2031                 len = start + 1;
2032                 start = 0;
2033                 loc = memcchr(&inosused[start], 0xff, len);
2034                 if (loc == NULL) {
2035                         printf("cg = %d, irotor = %ld, fs = %s\n",
2036                             cg, (long)cgp->cg_irotor, fs->fs_fsmnt);
2037                         panic("ffs_nodealloccg: map corrupted");
2038                         /* NOTREACHED */
2039                 }
2040         }
2041         ipref = (loc - inosused) * NBBY + ffs(~*loc) - 1;
2042 gotit:
2043         /*
2044          * Check to see if we need to initialize more inodes.
2045          */
2046         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC &&
2047             ipref + INOPB(fs) > cgp->cg_initediblk &&
2048             cgp->cg_initediblk < cgp->cg_niblk) {
2049                 old_initediblk = cgp->cg_initediblk;
2050
2051                 /*
2052                  * Free the cylinder group lock before writing the
2053                  * initialized inode block.  Entering the
2054                  * babarrierwrite() with the cylinder group lock
2055                  * causes lock order violation between the lock and
2056                  * snaplk.
2057                  *
2058                  * Another thread can decide to initialize the same
2059                  * inode block, but whichever thread first gets the
2060                  * cylinder group lock after writing the newly
2061                  * allocated inode block will update it and the other
2062                  * will realize that it has lost and leave the
2063                  * cylinder group unchanged.
2064                  */
2065                 ibp = getinobuf(ip, cg, old_initediblk, GB_LOCK_NOWAIT);
2066                 brelse(bp);
2067                 if (ibp == NULL) {
2068                         /*
2069                          * The inode block buffer is already owned by
2070                          * another thread, which must initialize it.
2071                          * Wait on the buffer to allow another thread
2072                          * to finish the updates, with dropped cg
2073                          * buffer lock, then retry.
2074                          */
2075                         ibp = getinobuf(ip, cg, old_initediblk, 0);
2076                         brelse(ibp);
2077                         UFS_LOCK(ump);
2078                         goto check_nifree;
2079                 }
2080                 bzero(ibp->b_data, (int)fs->fs_bsize);
2081                 dp2 = (struct ufs2_dinode *)(ibp->b_data);
2082                 for (i = 0; i < INOPB(fs); i++) {
2083                         while (dp2->di_gen == 0)
2084                                 dp2->di_gen = arc4random();
2085                         dp2++;
2086                 }
2087                 /*
2088                  * Rather than adding a soft updates dependency to ensure
2089                  * that the new inode block is written before it is claimed
2090                  * by the cylinder group map, we just do a barrier write
2091                  * here. The barrier write will ensure that the inode block
2092                  * gets written before the updated cylinder group map can be
2093                  * written. The barrier write should only slow down bulk
2094                  * loading of newly created filesystems.
2095                  */
2096                 babarrierwrite(ibp);
2097
2098                 /*
2099                  * After the inode block is written, try to update the
2100                  * cg initediblk pointer.  If another thread beat us
2101                  * to it, then leave it unchanged as the other thread
2102                  * has already set it correctly.
2103                  */
2104                 error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
2105                     (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
2106                 UFS_LOCK(ump);
2107                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
2108                 UFS_UNLOCK(ump);
2109                 if (error != 0) {
2110                         brelse(bp);
2111                         return (error);
2112                 }
2113                 cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2114                 if (cgp->cg_initediblk == old_initediblk)
2115                         cgp->cg_initediblk += INOPB(fs);
2116                 goto restart;
2117         }
2118         cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
2119         cgp->cg_irotor = ipref;
2120         UFS_LOCK(ump);
2121         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2122         setbit(inosused, ipref);
2123         cgp->cg_cs.cs_nifree--;
2124         fs->fs_cstotal.cs_nifree--;
2125         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree--;
2126         fs->fs_fmod = 1;
2127         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
2128                 cgp->cg_cs.cs_ndir++;
2129                 fs->fs_cstotal.cs_ndir++;
2130                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir++;
2131         }
2132         UFS_UNLOCK(ump);
2133         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
2134                 softdep_setup_inomapdep(bp, ip, cg * fs->fs_ipg + ipref, mode);
2135         bdwrite(bp);
2136         return ((ino_t)(cg * fs->fs_ipg + ipref));
2137 }
2138
2139 /*
2140  * Free a block or fragment.
2141  *
2142  * The specified block or fragment is placed back in the
2143  * free map. If a fragment is deallocated, a possible
2144  * block reassembly is checked.
2145  */
2146 static void
2147 ffs_blkfree_cg(ump, fs, devvp, bno, size, inum, dephd)
2148         struct ufsmount *ump;
2149         struct fs *fs;
2150         struct vnode *devvp;
2151         ufs2_daddr_t bno;
2152         long size;
2153         ino_t inum;
2154         struct workhead *dephd;
2155 {
2156         struct mount *mp;
2157         struct cg *cgp;
2158         struct buf *bp;
2159         ufs1_daddr_t fragno, cgbno;
2160         ufs2_daddr_t cgblkno;
2161         int i, blk, frags, bbase;
2162         u_int cg;
2163         u_int8_t *blksfree;
2164         struct cdev *dev;
2165
2166         cg = dtog(fs, bno);
2167         if (devvp->v_type == VREG) {
2168                 /* devvp is a snapshot */
2169                 dev = VTOI(devvp)->i_devvp->v_rdev;
2170                 cgblkno = fragstoblks(fs, cgtod(fs, cg));
2171         } else {
2172                 /* devvp is a normal disk device */
2173                 dev = devvp->v_rdev;
2174                 cgblkno = fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg));
2175                 ASSERT_VOP_LOCKED(devvp, "ffs_blkfree_cg");
2176         }
2177 #ifdef INVARIANTS
2178         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0 ||
2179             fragnum(fs, bno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag) {
2180                 printf("dev=%s, bno = %jd, bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
2181                     devtoname(dev), (intmax_t)bno, (long)fs->fs_bsize,
2182                     size, fs->fs_fsmnt);
2183                 panic("ffs_blkfree_cg: bad size");
2184         }
2185 #endif
2186         if ((u_int)bno >= fs->fs_size) {
2187                 printf("bad block %jd, ino %lu\n", (intmax_t)bno,
2188                     (u_long)inum);
2189                 ffs_fserr(fs, inum, "bad block");
2190                 return;
2191         }
2192         if (bread(devvp, cgblkno, (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp)) {
2193                 brelse(bp);
2194                 return;
2195         }
2196         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2197         if (!cg_chkmagic(cgp)) {
2198                 brelse(bp);
2199                 return;
2200         }
2201         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
2202         cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
2203         cgbno = dtogd(fs, bno);
2204         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2205         UFS_LOCK(ump);
2206         if (size == fs->fs_bsize) {
2207                 fragno = fragstoblks(fs, cgbno);
2208                 if (!ffs_isfreeblock(fs, blksfree, fragno)) {
2209                         if (devvp->v_type == VREG) {
2210                                 UFS_UNLOCK(ump);
2211                                 /* devvp is a snapshot */
2212                                 brelse(bp);
2213                                 return;
2214                         }
2215                         printf("dev = %s, block = %jd, fs = %s\n",
2216                             devtoname(dev), (intmax_t)bno, fs->fs_fsmnt);
2217                         panic("ffs_blkfree_cg: freeing free block");
2218                 }
2219                 ffs_setblock(fs, blksfree, fragno);
2220                 ffs_clusteracct(fs, cgp, fragno, 1);
2221                 cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
2222                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
2223                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
2224         } else {
2225                 bbase = cgbno - fragnum(fs, cgbno);
2226                 /*
2227                  * decrement the counts associated with the old frags
2228                  */
2229                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
2230                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, -1);
2231                 /*
2232                  * deallocate the fragment
2233                  */
2234                 frags = numfrags(fs, size);
2235                 for (i = 0; i < frags; i++) {
2236                         if (isset(blksfree, cgbno + i)) {
2237                                 printf("dev = %s, block = %jd, fs = %s\n",
2238                                     devtoname(dev), (intmax_t)(bno + i),
2239                                     fs->fs_fsmnt);
2240                                 panic("ffs_blkfree_cg: freeing free frag");
2241                         }
2242                         setbit(blksfree, cgbno + i);
2243                 }
2244                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
2245                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
2246                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree += i;
2247                 /*
2248                  * add back in counts associated with the new frags
2249                  */
2250                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
2251                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, 1);
2252                 /*
2253                  * if a complete block has been reassembled, account for it
2254                  */
2255                 fragno = fragstoblks(fs, bbase);
2256                 if (ffs_isblock(fs, blksfree, fragno)) {
2257                         cgp->cg_cs.cs_nffree -= fs->fs_frag;
2258                         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= fs->fs_frag;
2259                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= fs->fs_frag;
2260                         ffs_clusteracct(fs, cgp, fragno, 1);
2261                         cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
2262                         fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
2263                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
2264                 }
2265         }
2266         fs->fs_fmod = 1;
2267         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2268         UFS_UNLOCK(ump);
2269         mp = UFSTOVFS(ump);
2270         if (MOUNTEDSOFTDEP(mp) && devvp->v_type != VREG)
2271                 softdep_setup_blkfree(UFSTOVFS(ump), bp, bno,
2272                     numfrags(fs, size), dephd);
2273         bdwrite(bp);
2274 }
2275
2276 struct ffs_blkfree_trim_params {
2277         struct task task;
2278         struct ufsmount *ump;
2279         struct vnode *devvp;
2280         ufs2_daddr_t bno;
2281         long size;
2282         ino_t inum;
2283         struct workhead *pdephd;
2284         struct workhead dephd;
2285 };
2286
2287 static void
2288 ffs_blkfree_trim_task(ctx, pending)
2289         void *ctx;
2290         int pending;
2291 {
2292         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2293
2294         tp = ctx;
2295         ffs_blkfree_cg(tp->ump, tp->ump->um_fs, tp->devvp, tp->bno, tp->size,
2296             tp->inum, tp->pdephd);
2297         vn_finished_secondary_write(UFSTOVFS(tp->ump));
2298         atomic_add_int(&tp->ump->um_trim_inflight, -1);
2299         free(tp, M_TEMP);
2300 }
2301
2302 static void
2303 ffs_blkfree_trim_completed(bip)
2304         struct bio *bip;
2305 {
2306         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2307
2308         tp = bip->bio_caller2;
2309         g_destroy_bio(bip);
2310         TASK_INIT(&tp->task, 0, ffs_blkfree_trim_task, tp);
2311         taskqueue_enqueue(tp->ump->um_trim_tq, &tp->task);
2312 }
2313
2314 void
2315 ffs_blkfree(ump, fs, devvp, bno, size, inum, vtype, dephd)
2316         struct ufsmount *ump;
2317         struct fs *fs;
2318         struct vnode *devvp;
2319         ufs2_daddr_t bno;
2320         long size;
2321         ino_t inum;
2322         enum vtype vtype;
2323         struct workhead *dephd;
2324 {
2325         struct mount *mp;
2326         struct bio *bip;
2327         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2328
2329         /*
2330          * Check to see if a snapshot wants to claim the block.
2331          * Check that devvp is a normal disk device, not a snapshot,
2332          * it has a snapshot(s) associated with it, and one of the
2333          * snapshots wants to claim the block.
2334          */
2335         if (devvp->v_type != VREG &&
2336             (devvp->v_vflag & VV_COPYONWRITE) &&
2337             ffs_snapblkfree(fs, devvp, bno, size, inum, vtype, dephd)) {
2338                 return;
2339         }
2340         /*
2341          * Nothing to delay if TRIM is disabled, or the operation is
2342          * performed on the snapshot.
2343          */
2344         if (!ump->um_candelete || devvp->v_type == VREG) {
2345                 ffs_blkfree_cg(ump, fs, devvp, bno, size, inum, dephd);
2346                 return;
2347         }
2348
2349         /*
2350          * Postpone the set of the free bit in the cg bitmap until the
2351          * BIO_DELETE is completed.  Otherwise, due to disk queue
2352          * reordering, TRIM might be issued after we reuse the block
2353          * and write some new data into it.
2354          */
2355         atomic_add_int(&ump->um_trim_inflight, 1);
2356         tp = malloc(sizeof(struct ffs_blkfree_trim_params), M_TEMP, M_WAITOK);
2357         tp->ump = ump;
2358         tp->devvp = devvp;
2359         tp->bno = bno;
2360         tp->size = size;
2361         tp->inum = inum;
2362         if (dephd != NULL) {
2363                 LIST_INIT(&tp->dephd);
2364                 LIST_SWAP(dephd, &tp->dephd, worklist, wk_list);
2365                 tp->pdephd = &tp->dephd;
2366         } else
2367                 tp->pdephd = NULL;
2368
2369         bip = g_alloc_bio();
2370         bip->bio_cmd = BIO_DELETE;
2371         bip->bio_offset = dbtob(fsbtodb(fs, bno));
2372         bip->bio_done = ffs_blkfree_trim_completed;
2373         bip->bio_length = size;
2374         bip->bio_caller2 = tp;
2375
2376         mp = UFSTOVFS(ump);
2377         vn_start_secondary_write(NULL, &mp, 0);
2378         g_io_request(bip, (struct g_consumer *)devvp->v_bufobj.bo_private);
2379 }
2380
2381 #ifdef INVARIANTS
2382 /*
2383  * Verify allocation of a block or fragment. Returns true if block or
2384  * fragment is allocated, false if it is free.
2385  */
2386 static int
2387 ffs_checkblk(ip, bno, size)
2388         struct inode *ip;
2389         ufs2_daddr_t bno;
2390         long size;
2391 {
2392         struct fs *fs;
2393         struct cg *cgp;
2394         struct buf *bp;
2395         ufs1_daddr_t cgbno;
2396         int i, error, frags, free;
2397         u_int8_t *blksfree;
2398
2399         fs = ip->i_fs;
2400         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
2401                 printf("bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
2402                     (long)fs->fs_bsize, size, fs->fs_fsmnt);
2403                 panic("ffs_checkblk: bad size");
2404         }
2405         if ((u_int)bno >= fs->fs_size)
2406                 panic("ffs_checkblk: bad block %jd", (intmax_t)bno);
2407         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, dtog(fs, bno))),
2408                 (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
2409         if (error)
2410                 panic("ffs_checkblk: cg bread failed");
2411         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2412         if (!cg_chkmagic(cgp))
2413                 panic("ffs_checkblk: cg magic mismatch");
2414         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
2415         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2416         cgbno = dtogd(fs, bno);
2417         if (size == fs->fs_bsize) {
2418                 free = ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, cgbno));
2419         } else {
2420                 frags = numfrags(fs, size);
2421                 for (free = 0, i = 0; i < frags; i++)
2422                         if (isset(blksfree, cgbno + i))
2423                                 free++;
2424                 if (free != 0 && free != frags)
2425                         panic("ffs_checkblk: partially free fragment");
2426         }
2427         brelse(bp);
2428         return (!free);
2429 }
2430 #endif /* INVARIANTS */
2431
2432 /*
2433  * Free an inode.
2434  */
2435 int
2436 ffs_vfree(pvp, ino, mode)
2437         struct vnode *pvp;
2438         ino_t ino;
2439         int mode;
2440 {
2441         struct inode *ip;
2442
2443         if (DOINGSOFTDEP(pvp)) {
2444                 softdep_freefile(pvp, ino, mode);
2445                 return (0);
2446         }
2447         ip = VTOI(pvp);
2448         return (ffs_freefile(ip->i_ump, ip->i_fs, ip->i_devvp, ino, mode,
2449             NULL));
2450 }
2451
2452 /*
2453  * Do the actual free operation.
2454  * The specified inode is placed back in the free map.
2455  */
2456 int
2457 ffs_freefile(ump, fs, devvp, ino, mode, wkhd)
2458         struct ufsmount *ump;
2459         struct fs *fs;
2460         struct vnode *devvp;
2461         ino_t ino;
2462         int mode;
2463         struct workhead *wkhd;
2464 {
2465         struct cg *cgp;
2466         struct buf *bp;
2467         ufs2_daddr_t cgbno;
2468         int error;
2469         u_int cg;
2470         u_int8_t *inosused;
2471         struct cdev *dev;
2472
2473         cg = ino_to_cg(fs, ino);
2474         if (devvp->v_type == VREG) {
2475                 /* devvp is a snapshot */
2476                 dev = VTOI(devvp)->i_devvp->v_rdev;
2477                 cgbno = fragstoblks(fs, cgtod(fs, cg));
2478         } else {
2479                 /* devvp is a normal disk device */
2480                 dev = devvp->v_rdev;
2481                 cgbno = fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg));
2482         }
2483         if (ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
2484                 panic("ffs_freefile: range: dev = %s, ino = %ju, fs = %s",
2485                     devtoname(dev), (uintmax_t)ino, fs->fs_fsmnt);
2486         if ((error = bread(devvp, cgbno, (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp))) {
2487                 brelse(bp);
2488                 return (error);
2489         }
2490         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2491         if (!cg_chkmagic(cgp)) {
2492                 brelse(bp);
2493                 return (0);
2494         }
2495         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
2496         cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
2497         inosused = cg_inosused(cgp);
2498         ino %= fs->fs_ipg;
2499         if (isclr(inosused, ino)) {
2500                 printf("dev = %s, ino = %ju, fs = %s\n", devtoname(dev),
2501                     (uintmax_t)(ino + cg * fs->fs_ipg), fs->fs_fsmnt);
2502                 if (fs->fs_ronly == 0)
2503                         panic("ffs_freefile: freeing free inode");
2504         }
2505         clrbit(inosused, ino);
2506         if (ino < cgp->cg_irotor)
2507                 cgp->cg_irotor = ino;
2508         cgp->cg_cs.cs_nifree++;
2509         UFS_LOCK(ump);
2510         fs->fs_cstotal.cs_nifree++;
2511         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree++;
2512         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
2513                 cgp->cg_cs.cs_ndir--;
2514                 fs->fs_cstotal.cs_ndir--;
2515                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir--;
2516         }
2517         fs->fs_fmod = 1;
2518         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2519         UFS_UNLOCK(ump);
2520         if (MOUNTEDSOFTDEP(UFSTOVFS(ump)) && devvp->v_type != VREG)
2521                 softdep_setup_inofree(UFSTOVFS(ump), bp,
2522                     ino + cg * fs->fs_ipg, wkhd);
2523         bdwrite(bp);
2524         return (0);
2525 }
2526
2527 /*
2528  * Check to see if a file is free.
2529  */
2530 int
2531 ffs_checkfreefile(fs, devvp, ino)
2532         struct fs *fs;
2533         struct vnode *devvp;
2534         ino_t ino;
2535 {
2536         struct cg *cgp;
2537         struct buf *bp;
2538         ufs2_daddr_t cgbno;
2539         int ret;
2540         u_int cg;
2541         u_int8_t *inosused;
2542
2543         cg = ino_to_cg(fs, ino);
2544         if (devvp->v_type == VREG) {
2545                 /* devvp is a snapshot */
2546                 cgbno = fragstoblks(fs, cgtod(fs, cg));
2547         } else {
2548                 /* devvp is a normal disk device */
2549                 cgbno = fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg));
2550         }
2551         if (ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
2552                 return (1);
2553         if (bread(devvp, cgbno, (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp)) {
2554                 brelse(bp);
2555                 return (1);
2556         }
2557         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2558         if (!cg_chkmagic(cgp)) {
2559                 brelse(bp);
2560                 return (1);
2561         }
2562         inosused = cg_inosused(cgp);
2563         ino %= fs->fs_ipg;
2564         ret = isclr(inosused, ino);
2565         brelse(bp);
2566         return (ret);
2567 }
2568
2569 /*
2570  * Find a block of the specified size in the specified cylinder group.
2571  *
2572  * It is a panic if a request is made to find a block if none are
2573  * available.
2574  */
2575 static ufs1_daddr_t
2576 ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz)
2577         struct fs *fs;
2578         struct cg *cgp;
2579         ufs2_daddr_t bpref;
2580         int allocsiz;
2581 {
2582         ufs1_daddr_t bno;
2583         int start, len, loc, i;
2584         int blk, field, subfield, pos;
2585         u_int8_t *blksfree;
2586
2587         /*
2588          * find the fragment by searching through the free block
2589          * map for an appropriate bit pattern
2590          */
2591         if (bpref)
2592                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
2593         else
2594                 start = cgp->cg_frotor / NBBY;
2595         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2596         len = howmany(fs->fs_fpg, NBBY) - start;
2597         loc = scanc((u_int)len, (u_char *)&blksfree[start],
2598                 fragtbl[fs->fs_frag],
2599                 (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
2600         if (loc == 0) {
2601                 len = start + 1;
2602                 start = 0;
2603                 loc = scanc((u_int)len, (u_char *)&blksfree[0],
2604                         fragtbl[fs->fs_frag],
2605                         (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
2606                 if (loc == 0) {
2607                         printf("start = %d, len = %d, fs = %s\n",
2608                             start, len, fs->fs_fsmnt);
2609                         panic("ffs_alloccg: map corrupted");
2610                         /* NOTREACHED */
2611                 }
2612         }
2613         bno = (start + len - loc) * NBBY;
2614         cgp->cg_frotor = bno;
2615         /*
2616          * found the byte in the map
2617          * sift through the bits to find the selected frag
2618          */
2619         for (i = bno + NBBY; bno < i; bno += fs->fs_frag) {
2620                 blk = blkmap(fs, blksfree, bno);
2621                 blk <<= 1;
2622                 field = around[allocsiz];
2623                 subfield = inside[allocsiz];
2624                 for (pos = 0; pos <= fs->fs_frag - allocsiz; pos++) {
2625                         if ((blk & field) == subfield)
2626                                 return (bno + pos);
2627                         field <<= 1;
2628                         subfield <<= 1;
2629                 }
2630         }
2631         printf("bno = %lu, fs = %s\n", (u_long)bno, fs->fs_fsmnt);
2632         panic("ffs_alloccg: block not in map");
2633         return (-1);
2634 }
2635
2636 /*
2637  * Fserr prints the name of a filesystem with an error diagnostic.
2638  *
2639  * The form of the error message is:
2640  *      fs: error message
2641  */
2642 void
2643 ffs_fserr(fs, inum, cp)
2644         struct fs *fs;
2645         ino_t inum;
2646         char *cp;
2647 {
2648         struct thread *td = curthread;  /* XXX */
2649         struct proc *p = td->td_proc;
2650
2651         log(LOG_ERR, "pid %d (%s), uid %d inumber %ju on %s: %s\n",
2652             p->p_pid, p->p_comm, td->td_ucred->cr_uid, (uintmax_t)inum,
2653             fs->fs_fsmnt, cp);
2654 }
2655
2656 /*
2657  * This function provides the capability for the fsck program to
2658  * update an active filesystem. Fourteen operations are provided:
2659  *
2660  * adjrefcnt(inode, amt) - adjusts the reference count on the
2661  *      specified inode by the specified amount. Under normal
2662  *      operation the count should always go down. Decrementing
2663  *      the count to zero will cause the inode to be freed.
2664  * adjblkcnt(inode, amt) - adjust the number of blocks used by the
2665  *      inode by the specified amount.
2666  * adjndir, adjbfree, adjifree, adjffree, adjnumclusters(amt) -
2667  *      adjust the superblock summary.
2668  * freedirs(inode, count) - directory inodes [inode..inode + count - 1]
2669  *      are marked as free. Inodes should never have to be marked
2670  *      as in use.
2671  * freefiles(inode, count) - file inodes [inode..inode + count - 1]
2672  *      are marked as free. Inodes should never have to be marked
2673  *      as in use.
2674  * freeblks(blockno, size) - blocks [blockno..blockno + size - 1]
2675  *      are marked as free. Blocks should never have to be marked
2676  *      as in use.
2677  * setflags(flags, set/clear) - the fs_flags field has the specified
2678  *      flags set (second parameter +1) or cleared (second parameter -1).
2679  * setcwd(dirinode) - set the current directory to dirinode in the
2680  *      filesystem associated with the snapshot.
2681  * setdotdot(oldvalue, newvalue) - Verify that the inode number for ".."
2682  *      in the current directory is oldvalue then change it to newvalue.
2683  * unlink(nameptr, oldvalue) - Verify that the inode number associated
2684  *      with nameptr in the current directory is oldvalue then unlink it.
2685  *
2686  * The following functions may only be used on a quiescent filesystem
2687  * by the soft updates journal. They are not safe to be run on an active
2688  * filesystem.
2689  *
2690  * setinode(inode, dip) - the specified disk inode is replaced with the
2691  *      contents pointed to by dip.
2692  * setbufoutput(fd, flags) - output associated with the specified file
2693  *      descriptor (which must reference the character device supporting
2694  *      the filesystem) switches from using physio to running through the
2695  *      buffer cache when flags is set to 1. The descriptor reverts to
2696  *      physio for output when flags is set to zero.
2697  */
2698
2699 static int sysctl_ffs_fsck(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
2700
2701 SYSCTL_PROC(_vfs_ffs, FFS_ADJ_REFCNT, adjrefcnt, CTLFLAG_WR|CTLTYPE_STRUCT,
2702         0, 0, sysctl_ffs_fsck, "S,fsck", "Adjust Inode Reference Count");
2703
2704 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_BLKCNT, adjblkcnt, CTLFLAG_WR,
2705         sysctl_ffs_fsck, "Adjust Inode Used Blocks Count");
2706
2707 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NDIR, adjndir, CTLFLAG_WR,
2708         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of directories");
2709
2710 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NBFREE, adjnbfree, CTLFLAG_WR,
2711         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free blocks");
2712
2713 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NIFREE, adjnifree, CTLFLAG_WR,
2714         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free inodes");
2715
2716 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NFFREE, adjnffree, CTLFLAG_WR,
2717         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free frags");
2718
2719 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NUMCLUSTERS, adjnumclusters, CTLFLAG_WR,
2720         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free clusters");
2721
2722 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_DIR_FREE, freedirs, CTLFLAG_WR,
2723         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of Directory Inodes");
2724
2725 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_FILE_FREE, freefiles, CTLFLAG_WR,
2726         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of File Inodes");
2727
2728 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_BLK_FREE, freeblks, CTLFLAG_WR,
2729         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of Blocks");
2730
2731 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_FLAGS, setflags, CTLFLAG_WR,
2732         sysctl_ffs_fsck, "Change Filesystem Flags");
2733
2734 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_CWD, setcwd, CTLFLAG_WR,
2735         sysctl_ffs_fsck, "Set Current Working Directory");
2736
2737 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_DOTDOT, setdotdot, CTLFLAG_WR,
2738         sysctl_ffs_fsck, "Change Value of .. Entry");
2739
2740 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_UNLINK, unlink, CTLFLAG_WR,
2741         sysctl_ffs_fsck, "Unlink a Duplicate Name");
2742
2743 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_INODE, setinode, CTLFLAG_WR,
2744         sysctl_ffs_fsck, "Update an On-Disk Inode");
2745
2746 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_BUFOUTPUT, setbufoutput, CTLFLAG_WR,
2747         sysctl_ffs_fsck, "Set Buffered Writing for Descriptor");
2748
2749 #define DEBUG 1
2750 #ifdef DEBUG
2751 static int fsckcmds = 0;
2752 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, fsckcmds, CTLFLAG_RW, &fsckcmds, 0, "");
2753 #endif /* DEBUG */
2754
2755 static int buffered_write(struct file *, struct uio *, struct ucred *,
2756         int, struct thread *);
2757
2758 static int
2759 sysctl_ffs_fsck(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2760 {
2761         struct thread *td = curthread;
2762         struct fsck_cmd cmd;
2763         struct ufsmount *ump;
2764         struct vnode *vp, *dvp, *fdvp;
2765         struct inode *ip, *dp;
2766         struct mount *mp;
2767         struct fs *fs;
2768         ufs2_daddr_t blkno;
2769         long blkcnt, blksize;
2770         struct file *fp, *vfp;
2771         cap_rights_t rights;
2772         int filetype, error;
2773         static struct fileops *origops, bufferedops;
2774
2775         if (req->newlen > sizeof cmd)
2776                 return (EBADRPC);
2777         if ((error = SYSCTL_IN(req, &cmd, sizeof cmd)) != 0)
2778                 return (error);
2779         if (cmd.version != FFS_CMD_VERSION)
2780                 return (ERPCMISMATCH);
2781         if ((error = getvnode(td, cmd.handle,
2782             cap_rights_init(&rights, CAP_FSCK), &fp)) != 0)
2783                 return (error);
2784         vp = fp->f_data;
2785         if (vp->v_type != VREG && vp->v_type != VDIR) {
2786                 fdrop(fp, td);
2787                 return (EINVAL);
2788         }
2789         vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
2790         if (mp == NULL ||
2791             strncmp(mp->mnt_stat.f_fstypename, "ufs", MFSNAMELEN)) {
2792                 vn_finished_write(mp);
2793                 fdrop(fp, td);
2794                 return (EINVAL);
2795         }
2796         ump = VFSTOUFS(mp);
2797         if ((mp->mnt_flag & MNT_RDONLY) &&
2798             ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
2799                 vn_finished_write(mp);
2800                 fdrop(fp, td);
2801                 return (EROFS);
2802         }
2803         fs = ump->um_fs;
2804         filetype = IFREG;
2805
2806         switch (oidp->oid_number) {
2807
2808         case FFS_SET_FLAGS:
2809 #ifdef DEBUG
2810                 if (fsckcmds)
2811                         printf("%s: %s flags\n", mp->mnt_stat.f_mntonname,
2812                             cmd.size > 0 ? "set" : "clear");
2813 #endif /* DEBUG */
2814                 if (cmd.size > 0)
2815                         fs->fs_flags |= (long)cmd.value;
2816                 else
2817                         fs->fs_flags &= ~(long)cmd.value;
2818                 break;
2819
2820         case FFS_ADJ_REFCNT:
2821 #ifdef DEBUG
2822                 if (fsckcmds) {
2823                         printf("%s: adjust inode %jd link count by %jd\n",
2824                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
2825                             (intmax_t)cmd.size);
2826                 }
2827 #endif /* DEBUG */
2828                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
2829                         break;
2830                 ip = VTOI(vp);
2831                 ip->i_nlink += cmd.size;
2832                 DIP_SET(ip, i_nlink, ip->i_nlink);
2833                 ip->i_effnlink += cmd.size;
2834                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
2835                 error = ffs_update(vp, 1);
2836                 if (DOINGSOFTDEP(vp))
2837                         softdep_change_linkcnt(ip);
2838                 vput(vp);
2839                 break;
2840
2841         case FFS_ADJ_BLKCNT:
2842 #ifdef DEBUG
2843                 if (fsckcmds) {
2844                         printf("%s: adjust inode %jd block count by %jd\n",
2845                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
2846                             (intmax_t)cmd.size);
2847                 }
2848 #endif /* DEBUG */
2849                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
2850                         break;
2851                 ip = VTOI(vp);
2852                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + cmd.size);
2853                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
2854                 error = ffs_update(vp, 1);
2855                 vput(vp);
2856                 break;
2857
2858         case FFS_DIR_FREE:
2859                 filetype = IFDIR;
2860                 /* fall through */
2861
2862         case FFS_FILE_FREE:
2863 #ifdef DEBUG
2864                 if (fsckcmds) {
2865                         if (cmd.size == 1)
2866                                 printf("%s: free %s inode %ju\n",
2867                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
2868                                     filetype == IFDIR ? "directory" : "file",
2869                                     (uintmax_t)cmd.value);
2870                         else
2871                                 printf("%s: free %s inodes %ju-%ju\n",
2872                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
2873                                     filetype == IFDIR ? "directory" : "file",
2874                                     (uintmax_t)cmd.value,
2875                                     (uintmax_t)(cmd.value + cmd.size - 1));
2876                 }
2877 #endif /* DEBUG */
2878                 while (cmd.size > 0) {
2879                         if ((error = ffs_freefile(ump, fs, ump->um_devvp,
2880                             cmd.value, filetype, NULL)))
2881                                 break;
2882                         cmd.size -= 1;
2883                         cmd.value += 1;
2884                 }
2885                 break;
2886
2887         case FFS_BLK_FREE:
2888 #ifdef DEBUG
2889                 if (fsckcmds) {
2890                         if (cmd.size == 1)
2891                                 printf("%s: free block %jd\n",
2892                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
2893                                     (intmax_t)cmd.value);
2894                         else
2895                                 printf("%s: free blocks %jd-%jd\n",
2896                                     mp->mnt_stat.f_mntonname, 
2897                                     (intmax_t)cmd.value,
2898                                     (intmax_t)cmd.value + cmd.size - 1);
2899                 }
2900 #endif /* DEBUG */
2901                 blkno = cmd.value;
2902                 blkcnt = cmd.size;
2903                 blksize = fs->fs_frag - (blkno % fs->fs_frag);
2904                 while (blkcnt > 0) {
2905                         if (blksize > blkcnt)
2906                                 blksize = blkcnt;
2907                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp, blkno,
2908                             blksize * fs->fs_fsize, ROOTINO, VDIR, NULL);
2909                         blkno += blksize;
2910                         blkcnt -= blksize;
2911                         blksize = fs->fs_frag;
2912                 }
2913                 break;
2914
2915         /*
2916          * Adjust superblock summaries.  fsck(8) is expected to
2917          * submit deltas when necessary.
2918          */
2919         case FFS_ADJ_NDIR:
2920 #ifdef DEBUG
2921                 if (fsckcmds) {
2922                         printf("%s: adjust number of directories by %jd\n",
2923                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2924                 }
2925 #endif /* DEBUG */
2926                 fs->fs_cstotal.cs_ndir += cmd.value;
2927                 break;
2928
2929         case FFS_ADJ_NBFREE:
2930 #ifdef DEBUG
2931                 if (fsckcmds) {
2932                         printf("%s: adjust number of free blocks by %+jd\n",
2933                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2934                 }
2935 #endif /* DEBUG */
2936                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree += cmd.value;
2937                 break;
2938
2939         case FFS_ADJ_NIFREE:
2940 #ifdef DEBUG
2941                 if (fsckcmds) {
2942                         printf("%s: adjust number of free inodes by %+jd\n",
2943                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2944                 }
2945 #endif /* DEBUG */
2946                 fs->fs_cstotal.cs_nifree += cmd.value;
2947                 break;
2948
2949         case FFS_ADJ_NFFREE:
2950 #ifdef DEBUG
2951                 if (fsckcmds) {
2952                         printf("%s: adjust number of free frags by %+jd\n",
2953                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2954                 }
2955 #endif /* DEBUG */
2956                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += cmd.value;
2957                 break;
2958
2959         case FFS_ADJ_NUMCLUSTERS:
2960 #ifdef DEBUG
2961                 if (fsckcmds) {
2962                         printf("%s: adjust number of free clusters by %+jd\n",
2963                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2964                 }
2965 #endif /* DEBUG */
2966                 fs->fs_cstotal.cs_numclusters += cmd.value;
2967                 break;
2968
2969         case FFS_SET_CWD:
2970 #ifdef DEBUG
2971                 if (fsckcmds) {
2972                         printf("%s: set current directory to inode %jd\n",
2973                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2974                 }
2975 #endif /* DEBUG */
2976                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_SHARED, &vp)))
2977                         break;
2978                 AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
2979                 if ((error = change_dir(vp, td)) != 0) {
2980                         vput(vp);
2981                         break;
2982                 }
2983                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
2984                 pwd_chdir(td, vp);
2985                 break;
2986
2987         case FFS_SET_DOTDOT:
2988 #ifdef DEBUG
2989                 if (fsckcmds) {
2990                         printf("%s: change .. in cwd from %jd to %jd\n",
2991                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
2992                             (intmax_t)cmd.size);
2993                 }
2994 #endif /* DEBUG */
2995                 /*
2996                  * First we have to get and lock the parent directory
2997                  * to which ".." points.
2998                  */
2999                 error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &fdvp);
3000                 if (error)
3001                         break;
3002                 /*
3003                  * Now we get and lock the child directory containing "..".
3004                  */
3005                 FILEDESC_SLOCK(td->td_proc->p_fd);
3006                 dvp = td->td_proc->p_fd->fd_cdir;
3007                 FILEDESC_SUNLOCK(td->td_proc->p_fd);
3008                 if ((error = vget(dvp, LK_EXCLUSIVE, td)) != 0) {
3009                         vput(fdvp);
3010                         break;
3011                 }
3012                 dp = VTOI(dvp);
3013                 dp->i_offset = 12;      /* XXX mastertemplate.dot_reclen */
3014                 error = ufs_dirrewrite(dp, VTOI(fdvp), (ino_t)cmd.size,
3015                     DT_DIR, 0);
3016                 cache_purge(fdvp);
3017                 cache_purge(dvp);
3018                 vput(dvp);
3019                 vput(fdvp);
3020                 break;
3021
3022         case FFS_UNLINK:
3023 #ifdef DEBUG
3024                 if (fsckcmds) {
3025                         char buf[32];
3026
3027                         if (copyinstr((char *)(intptr_t)cmd.value, buf,32,NULL))
3028                                 strncpy(buf, "Name_too_long", 32);
3029                         printf("%s: unlink %s (inode %jd)\n",
3030                             mp->mnt_stat.f_mntonname, buf, (intmax_t)cmd.size);
3031                 }
3032 #endif /* DEBUG */
3033                 /*
3034                  * kern_unlinkat will do its own start/finish writes and
3035                  * they do not nest, so drop ours here. Setting mp == NULL
3036                  * indicates that vn_finished_write is not needed down below.
3037                  */
3038                 vn_finished_write(mp);
3039                 mp = NULL;
3040                 error = kern_unlinkat(td, AT_FDCWD, (char *)(intptr_t)cmd.value,
3041                     UIO_USERSPACE, (ino_t)cmd.size);
3042                 break;
3043
3044         case FFS_SET_INODE:
3045                 if (ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
3046                         error = EPERM;
3047                         break;
3048                 }
3049 #ifdef DEBUG
3050                 if (fsckcmds) {
3051                         printf("%s: update inode %jd\n",
3052                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3053                 }
3054 #endif /* DEBUG */
3055                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3056                         break;
3057                 AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
3058                 ip = VTOI(vp);
3059                 if (ip->i_ump->um_fstype == UFS1)
3060                         error = copyin((void *)(intptr_t)cmd.size, ip->i_din1,
3061                             sizeof(struct ufs1_dinode));
3062                 else
3063                         error = copyin((void *)(intptr_t)cmd.size, ip->i_din2,
3064                             sizeof(struct ufs2_dinode));
3065                 if (error) {
3066                         vput(vp);
3067                         break;
3068                 }
3069                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
3070                 error = ffs_update(vp, 1);
3071                 vput(vp);
3072                 break;
3073
3074         case FFS_SET_BUFOUTPUT:
3075                 if (ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
3076                         error = EPERM;
3077                         break;
3078                 }
3079                 if (VTOI(vp)->i_ump != ump) {
3080                         error = EINVAL;
3081                         break;
3082                 }
3083 #ifdef DEBUG
3084                 if (fsckcmds) {
3085                         printf("%s: %s buffered output for descriptor %jd\n",
3086                             mp->mnt_stat.f_mntonname,
3087                             cmd.size == 1 ? "enable" : "disable",
3088                             (intmax_t)cmd.value);
3089                 }
3090 #endif /* DEBUG */
3091                 if ((error = getvnode(td, cmd.value,
3092                     cap_rights_init(&rights, CAP_FSCK), &vfp)) != 0)
3093                         break;
3094                 if (vfp->f_vnode->v_type != VCHR) {
3095                         fdrop(vfp, td);
3096                         error = EINVAL;
3097                         break;
3098                 }
3099                 if (origops == NULL) {
3100                         origops = vfp->f_ops;
3101                         bcopy((void *)origops, (void *)&bufferedops,
3102                             sizeof(bufferedops));
3103                         bufferedops.fo_write = buffered_write;
3104                 }
3105                 if (cmd.size == 1)
3106                         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&vfp->f_ops,
3107                             (uintptr_t)&bufferedops);
3108                 else
3109                         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&vfp->f_ops,
3110                             (uintptr_t)origops);
3111                 fdrop(vfp, td);
3112                 break;
3113
3114         default:
3115 #ifdef DEBUG
3116                 if (fsckcmds) {
3117                         printf("Invalid request %d from fsck\n",
3118                             oidp->oid_number);
3119                 }
3120 #endif /* DEBUG */
3121                 error = EINVAL;
3122                 break;
3123
3124         }
3125         fdrop(fp, td);
3126         vn_finished_write(mp);
3127         return (error);
3128 }
3129
3130 /*
3131  * Function to switch a descriptor to use the buffer cache to stage
3132  * its I/O. This is needed so that writes to the filesystem device
3133  * will give snapshots a chance to copy modified blocks for which it
3134  * needs to retain copies.
3135  */
3136 static int
3137 buffered_write(fp, uio, active_cred, flags, td)
3138         struct file *fp;
3139         struct uio *uio;
3140         struct ucred *active_cred;
3141         int flags;
3142         struct thread *td;
3143 {
3144         struct vnode *devvp, *vp;
3145         struct inode *ip;
3146         struct buf *bp;
3147         struct fs *fs;
3148         struct filedesc *fdp;
3149         int error;
3150         daddr_t lbn;
3151
3152         /*
3153          * The devvp is associated with the /dev filesystem. To discover
3154          * the filesystem with which the device is associated, we depend
3155          * on the application setting the current directory to a location
3156          * within the filesystem being written. Yes, this is an ugly hack.
3157          */
3158         devvp = fp->f_vnode;
3159         if (!vn_isdisk(devvp, NULL))
3160                 return (EINVAL);
3161         fdp = td->td_proc->p_fd;
3162         FILEDESC_SLOCK(fdp);
3163         vp = fdp->fd_cdir;
3164         vref(vp);
3165         FILEDESC_SUNLOCK(fdp);
3166         vn_lock(vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
3167         /*
3168          * Check that the current directory vnode indeed belongs to
3169          * UFS before trying to dereference UFS-specific v_data fields.
3170          */
3171         if (vp->v_op != &ffs_vnodeops1 && vp->v_op != &ffs_vnodeops2) {
3172                 vput(vp);
3173                 return (EINVAL);
3174         }
3175         ip = VTOI(vp);
3176         if (ip->i_devvp != devvp) {
3177                 vput(vp);
3178                 return (EINVAL);
3179         }
3180         fs = ip->i_fs;
3181         vput(vp);
3182         foffset_lock_uio(fp, uio, flags);
3183         vn_lock(devvp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
3184 #ifdef DEBUG
3185         if (fsckcmds) {
3186                 printf("%s: buffered write for block %jd\n",
3187                     fs->fs_fsmnt, (intmax_t)btodb(uio->uio_offset));
3188         }
3189 #endif /* DEBUG */
3190         /*
3191          * All I/O must be contained within a filesystem block, start on
3192          * a fragment boundary, and be a multiple of fragments in length.
3193          */
3194         if (uio->uio_resid > fs->fs_bsize - (uio->uio_offset % fs->fs_bsize) ||
3195             fragoff(fs, uio->uio_offset) != 0 ||
3196             fragoff(fs, uio->uio_resid) != 0) {
3197                 error = EINVAL;
3198                 goto out;
3199         }
3200         lbn = numfrags(fs, uio->uio_offset);
3201         bp = getblk(devvp, lbn, uio->uio_resid, 0, 0, 0);
3202         bp->b_flags |= B_RELBUF;
3203         if ((error = uiomove((char *)bp->b_data, uio->uio_resid, uio)) != 0) {
3204                 brelse(bp);
3205                 goto out;
3206         }
3207         error = bwrite(bp);
3208 out:
3209         VOP_UNLOCK(devvp, 0);
3210         foffset_unlock_uio(fp, uio, flags | FOF_NEXTOFF);
3211         return (error);
3212 }