]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/ufs/ffs/ffs_alloc.c
Merge lldb trunk r321017 to contrib/llvm/tools/lldb.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / ufs / ffs / ffs_alloc.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
3  *
4  * Copyright (c) 2002 Networks Associates Technology, Inc.
5  * All rights reserved.
6  *
7  * This software was developed for the FreeBSD Project by Marshall
8  * Kirk McKusick and Network Associates Laboratories, the Security
9  * Research Division of Network Associates, Inc. under DARPA/SPAWAR
10  * contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the DARPA CHATS
11  * research program
12  *
13  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
14  * modification, are permitted provided that the following conditions
15  * are met:
16  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
21  *
22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  *
34  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
35  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
36  *
37  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
38  * modification, are permitted provided that the following conditions
39  * are met:
40  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
41  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
42  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
43  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
44  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
45  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
46  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
47  *    without specific prior written permission.
48  *
49  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
50  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
51  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
52  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
53  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
54  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
55  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
56  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
57  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
58  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
59  * SUCH DAMAGE.
60  *
61  *      @(#)ffs_alloc.c 8.18 (Berkeley) 5/26/95
62  */
63
64 #include <sys/cdefs.h>
65 __FBSDID("$FreeBSD$");
66
67 #include "opt_quota.h"
68
69 #include <sys/param.h>
70 #include <sys/capsicum.h>
71 #include <sys/systm.h>
72 #include <sys/bio.h>
73 #include <sys/buf.h>
74 #include <sys/conf.h>
75 #include <sys/fcntl.h>
76 #include <sys/file.h>
77 #include <sys/filedesc.h>
78 #include <sys/priv.h>
79 #include <sys/proc.h>
80 #include <sys/vnode.h>
81 #include <sys/mount.h>
82 #include <sys/kernel.h>
83 #include <sys/syscallsubr.h>
84 #include <sys/sysctl.h>
85 #include <sys/syslog.h>
86 #include <sys/taskqueue.h>
87
88 #include <security/audit/audit.h>
89
90 #include <geom/geom.h>
91
92 #include <ufs/ufs/dir.h>
93 #include <ufs/ufs/extattr.h>
94 #include <ufs/ufs/quota.h>
95 #include <ufs/ufs/inode.h>
96 #include <ufs/ufs/ufs_extern.h>
97 #include <ufs/ufs/ufsmount.h>
98
99 #include <ufs/ffs/fs.h>
100 #include <ufs/ffs/ffs_extern.h>
101 #include <ufs/ffs/softdep.h>
102
103 typedef ufs2_daddr_t allocfcn_t(struct inode *ip, u_int cg, ufs2_daddr_t bpref,
104                                   int size, int rsize);
105
106 static ufs2_daddr_t ffs_alloccg(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int, int);
107 static ufs2_daddr_t
108               ffs_alloccgblk(struct inode *, struct buf *, ufs2_daddr_t, int);
109 static void     ffs_blkfree_cg(struct ufsmount *, struct fs *,
110                     struct vnode *, ufs2_daddr_t, long, ino_t,
111                     struct workhead *);
112 static void     ffs_blkfree_trim_completed(struct bio *);
113 static void     ffs_blkfree_trim_task(void *ctx, int pending __unused);
114 #ifdef INVARIANTS
115 static int      ffs_checkblk(struct inode *, ufs2_daddr_t, long);
116 #endif
117 static ufs2_daddr_t ffs_clusteralloc(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int);
118 static ino_t    ffs_dirpref(struct inode *);
119 static ufs2_daddr_t ffs_fragextend(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t,
120                     int, int);
121 static ufs2_daddr_t     ffs_hashalloc
122                 (struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int, int, allocfcn_t *);
123 static ufs2_daddr_t ffs_nodealloccg(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int,
124                     int);
125 static ufs1_daddr_t ffs_mapsearch(struct fs *, struct cg *, ufs2_daddr_t, int);
126 static int      ffs_reallocblks_ufs1(struct vop_reallocblks_args *);
127 static int      ffs_reallocblks_ufs2(struct vop_reallocblks_args *);
128 static void     ffs_ckhash_cg(struct buf *);
129
130 /*
131  * Allocate a block in the filesystem.
132  *
133  * The size of the requested block is given, which must be some
134  * multiple of fs_fsize and <= fs_bsize.
135  * A preference may be optionally specified. If a preference is given
136  * the following hierarchy is used to allocate a block:
137  *   1) allocate the requested block.
138  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
139  *   3) allocate a block in the same cylinder group.
140  *   4) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
141  *      available block is located.
142  * If no block preference is given the following hierarchy is used
143  * to allocate a block:
144  *   1) allocate a block in the cylinder group that contains the
145  *      inode for the file.
146  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
147  *      available block is located.
148  */
149 int
150 ffs_alloc(ip, lbn, bpref, size, flags, cred, bnp)
151         struct inode *ip;
152         ufs2_daddr_t lbn, bpref;
153         int size, flags;
154         struct ucred *cred;
155         ufs2_daddr_t *bnp;
156 {
157         struct fs *fs;
158         struct ufsmount *ump;
159         ufs2_daddr_t bno;
160         u_int cg, reclaimed;
161         static struct timeval lastfail;
162         static int curfail;
163         int64_t delta;
164 #ifdef QUOTA
165         int error;
166 #endif
167
168         *bnp = 0;
169         ump = ITOUMP(ip);
170         fs = ump->um_fs;
171         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
172 #ifdef INVARIANTS
173         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
174                 printf("dev = %s, bsize = %ld, size = %d, fs = %s\n",
175                     devtoname(ump->um_dev), (long)fs->fs_bsize, size,
176                     fs->fs_fsmnt);
177                 panic("ffs_alloc: bad size");
178         }
179         if (cred == NOCRED)
180                 panic("ffs_alloc: missing credential");
181 #endif /* INVARIANTS */
182         reclaimed = 0;
183 retry:
184 #ifdef QUOTA
185         UFS_UNLOCK(ump);
186         error = chkdq(ip, btodb(size), cred, 0);
187         if (error)
188                 return (error);
189         UFS_LOCK(ump);
190 #endif
191         if (size == fs->fs_bsize && fs->fs_cstotal.cs_nbfree == 0)
192                 goto nospace;
193         if (priv_check_cred(cred, PRIV_VFS_BLOCKRESERVE, 0) &&
194             freespace(fs, fs->fs_minfree) - numfrags(fs, size) < 0)
195                 goto nospace;
196         if (bpref >= fs->fs_size)
197                 bpref = 0;
198         if (bpref == 0)
199                 cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
200         else
201                 cg = dtog(fs, bpref);
202         bno = ffs_hashalloc(ip, cg, bpref, size, size, ffs_alloccg);
203         if (bno > 0) {
204                 delta = btodb(size);
205                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
206                 if (flags & IO_EXT)
207                         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
208                 else
209                         ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
210                 *bnp = bno;
211                 return (0);
212         }
213 nospace:
214 #ifdef QUOTA
215         UFS_UNLOCK(ump);
216         /*
217          * Restore user's disk quota because allocation failed.
218          */
219         (void) chkdq(ip, -btodb(size), cred, FORCE);
220         UFS_LOCK(ump);
221 #endif
222         if (reclaimed == 0 && (flags & IO_BUFLOCKED) == 0) {
223                 reclaimed = 1;
224                 softdep_request_cleanup(fs, ITOV(ip), cred, FLUSH_BLOCKS_WAIT);
225                 goto retry;
226         }
227         UFS_UNLOCK(ump);
228         if (reclaimed > 0 && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
229                 ffs_fserr(fs, ip->i_number, "filesystem full");
230                 uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n",
231                     fs->fs_fsmnt);
232         }
233         return (ENOSPC);
234 }
235
236 /*
237  * Reallocate a fragment to a bigger size
238  *
239  * The number and size of the old block is given, and a preference
240  * and new size is also specified. The allocator attempts to extend
241  * the original block. Failing that, the regular block allocator is
242  * invoked to get an appropriate block.
243  */
244 int
245 ffs_realloccg(ip, lbprev, bprev, bpref, osize, nsize, flags, cred, bpp)
246         struct inode *ip;
247         ufs2_daddr_t lbprev;
248         ufs2_daddr_t bprev;
249         ufs2_daddr_t bpref;
250         int osize, nsize, flags;
251         struct ucred *cred;
252         struct buf **bpp;
253 {
254         struct vnode *vp;
255         struct fs *fs;
256         struct buf *bp;
257         struct ufsmount *ump;
258         u_int cg, request, reclaimed;
259         int error, gbflags;
260         ufs2_daddr_t bno;
261         static struct timeval lastfail;
262         static int curfail;
263         int64_t delta;
264
265         vp = ITOV(ip);
266         ump = ITOUMP(ip);
267         fs = ump->um_fs;
268         bp = NULL;
269         gbflags = (flags & BA_UNMAPPED) != 0 ? GB_UNMAPPED : 0;
270
271         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
272 #ifdef INVARIANTS
273         if (vp->v_mount->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPENDED)
274                 panic("ffs_realloccg: allocation on suspended filesystem");
275         if ((u_int)osize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, osize) != 0 ||
276             (u_int)nsize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, nsize) != 0) {
277                 printf(
278                 "dev = %s, bsize = %ld, osize = %d, nsize = %d, fs = %s\n",
279                     devtoname(ump->um_dev), (long)fs->fs_bsize, osize,
280                     nsize, fs->fs_fsmnt);
281                 panic("ffs_realloccg: bad size");
282         }
283         if (cred == NOCRED)
284                 panic("ffs_realloccg: missing credential");
285 #endif /* INVARIANTS */
286         reclaimed = 0;
287 retry:
288         if (priv_check_cred(cred, PRIV_VFS_BLOCKRESERVE, 0) &&
289             freespace(fs, fs->fs_minfree) -  numfrags(fs, nsize - osize) < 0) {
290                 goto nospace;
291         }
292         if (bprev == 0) {
293                 printf("dev = %s, bsize = %ld, bprev = %jd, fs = %s\n",
294                     devtoname(ump->um_dev), (long)fs->fs_bsize, (intmax_t)bprev,
295                     fs->fs_fsmnt);
296                 panic("ffs_realloccg: bad bprev");
297         }
298         UFS_UNLOCK(ump);
299         /*
300          * Allocate the extra space in the buffer.
301          */
302         error = bread_gb(vp, lbprev, osize, NOCRED, gbflags, &bp);
303         if (error) {
304                 brelse(bp);
305                 return (error);
306         }
307
308         if (bp->b_blkno == bp->b_lblkno) {
309                 if (lbprev >= UFS_NDADDR)
310                         panic("ffs_realloccg: lbprev out of range");
311                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, bprev);
312         }
313
314 #ifdef QUOTA
315         error = chkdq(ip, btodb(nsize - osize), cred, 0);
316         if (error) {
317                 brelse(bp);
318                 return (error);
319         }
320 #endif
321         /*
322          * Check for extension in the existing location.
323          */
324         *bpp = NULL;
325         cg = dtog(fs, bprev);
326         UFS_LOCK(ump);
327         bno = ffs_fragextend(ip, cg, bprev, osize, nsize);
328         if (bno) {
329                 if (bp->b_blkno != fsbtodb(fs, bno))
330                         panic("ffs_realloccg: bad blockno");
331                 delta = btodb(nsize - osize);
332                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
333                 if (flags & IO_EXT)
334                         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
335                 else
336                         ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
337                 allocbuf(bp, nsize);
338                 bp->b_flags |= B_DONE;
339                 vfs_bio_bzero_buf(bp, osize, nsize - osize);
340                 if ((bp->b_flags & (B_MALLOC | B_VMIO)) == B_VMIO)
341                         vfs_bio_set_valid(bp, osize, nsize - osize);
342                 *bpp = bp;
343                 return (0);
344         }
345         /*
346          * Allocate a new disk location.
347          */
348         if (bpref >= fs->fs_size)
349                 bpref = 0;
350         switch ((int)fs->fs_optim) {
351         case FS_OPTSPACE:
352                 /*
353                  * Allocate an exact sized fragment. Although this makes
354                  * best use of space, we will waste time relocating it if
355                  * the file continues to grow. If the fragmentation is
356                  * less than half of the minimum free reserve, we choose
357                  * to begin optimizing for time.
358                  */
359                 request = nsize;
360                 if (fs->fs_minfree <= 5 ||
361                     fs->fs_cstotal.cs_nffree >
362                     (off_t)fs->fs_dsize * fs->fs_minfree / (2 * 100))
363                         break;
364                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from SPACE to TIME\n",
365                         fs->fs_fsmnt);
366                 fs->fs_optim = FS_OPTTIME;
367                 break;
368         case FS_OPTTIME:
369                 /*
370                  * At this point we have discovered a file that is trying to
371                  * grow a small fragment to a larger fragment. To save time,
372                  * we allocate a full sized block, then free the unused portion.
373                  * If the file continues to grow, the `ffs_fragextend' call
374                  * above will be able to grow it in place without further
375                  * copying. If aberrant programs cause disk fragmentation to
376                  * grow within 2% of the free reserve, we choose to begin
377                  * optimizing for space.
378                  */
379                 request = fs->fs_bsize;
380                 if (fs->fs_cstotal.cs_nffree <
381                     (off_t)fs->fs_dsize * (fs->fs_minfree - 2) / 100)
382                         break;
383                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from TIME to SPACE\n",
384                         fs->fs_fsmnt);
385                 fs->fs_optim = FS_OPTSPACE;
386                 break;
387         default:
388                 printf("dev = %s, optim = %ld, fs = %s\n",
389                     devtoname(ump->um_dev), (long)fs->fs_optim, fs->fs_fsmnt);
390                 panic("ffs_realloccg: bad optim");
391                 /* NOTREACHED */
392         }
393         bno = ffs_hashalloc(ip, cg, bpref, request, nsize, ffs_alloccg);
394         if (bno > 0) {
395                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, bno);
396                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
397                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp, bprev, (long)osize,
398                             ip->i_number, vp->v_type, NULL);
399                 delta = btodb(nsize - osize);
400                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
401                 if (flags & IO_EXT)
402                         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
403                 else
404                         ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
405                 allocbuf(bp, nsize);
406                 bp->b_flags |= B_DONE;
407                 vfs_bio_bzero_buf(bp, osize, nsize - osize);
408                 if ((bp->b_flags & (B_MALLOC | B_VMIO)) == B_VMIO)
409                         vfs_bio_set_valid(bp, osize, nsize - osize);
410                 *bpp = bp;
411                 return (0);
412         }
413 #ifdef QUOTA
414         UFS_UNLOCK(ump);
415         /*
416          * Restore user's disk quota because allocation failed.
417          */
418         (void) chkdq(ip, -btodb(nsize - osize), cred, FORCE);
419         UFS_LOCK(ump);
420 #endif
421 nospace:
422         /*
423          * no space available
424          */
425         if (reclaimed == 0 && (flags & IO_BUFLOCKED) == 0) {
426                 reclaimed = 1;
427                 UFS_UNLOCK(ump);
428                 if (bp) {
429                         brelse(bp);
430                         bp = NULL;
431                 }
432                 UFS_LOCK(ump);
433                 softdep_request_cleanup(fs, vp, cred, FLUSH_BLOCKS_WAIT);
434                 goto retry;
435         }
436         UFS_UNLOCK(ump);
437         if (bp)
438                 brelse(bp);
439         if (reclaimed > 0 && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
440                 ffs_fserr(fs, ip->i_number, "filesystem full");
441                 uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n",
442                     fs->fs_fsmnt);
443         }
444         return (ENOSPC);
445 }
446
447 /*
448  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
449  *
450  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
451  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
452  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible
453  * from the end of the allocation for the logical block immediately
454  * preceding the current range. If successful, the physical block numbers
455  * in the buffer pointers and in the inode are changed to reflect the new
456  * allocation. If unsuccessful, the allocation is left unchanged. The
457  * success in doing the reallocation is returned. Note that the error
458  * return is not reflected back to the user. Rather the previous block
459  * allocation will be used.
460  */
461
462 SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, ffs, CTLFLAG_RW, 0, "FFS filesystem");
463
464 static int doasyncfree = 1;
465 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0,
466 "do not force synchronous writes when blocks are reallocated");
467
468 static int doreallocblks = 1;
469 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doreallocblks, CTLFLAG_RW, &doreallocblks, 0,
470 "enable block reallocation");
471
472 static int maxclustersearch = 10;
473 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, maxclustersearch, CTLFLAG_RW, &maxclustersearch,
474 0, "max number of cylinder group to search for contigous blocks");
475
476 #ifdef DEBUG
477 static volatile int prtrealloc = 0;
478 #endif
479
480 int
481 ffs_reallocblks(ap)
482         struct vop_reallocblks_args /* {
483                 struct vnode *a_vp;
484                 struct cluster_save *a_buflist;
485         } */ *ap;
486 {
487         struct ufsmount *ump;
488
489         /*
490          * If the underlying device can do deletes, then skip reallocating
491          * the blocks of this file into contiguous sequences. Devices that
492          * benefit from BIO_DELETE also benefit from not moving the data.
493          * These devices are flash and therefore work less well with this
494          * optimization. Also skip if reallocblks has been disabled globally.
495          */
496         ump = ap->a_vp->v_mount->mnt_data;
497         if (ump->um_candelete || doreallocblks == 0)
498                 return (ENOSPC);
499
500         /*
501          * We can't wait in softdep prealloc as it may fsync and recurse
502          * here.  Instead we simply fail to reallocate blocks if this
503          * rare condition arises.
504          */
505         if (DOINGSOFTDEP(ap->a_vp))
506                 if (softdep_prealloc(ap->a_vp, MNT_NOWAIT) != 0)
507                         return (ENOSPC);
508         if (ump->um_fstype == UFS1)
509                 return (ffs_reallocblks_ufs1(ap));
510         return (ffs_reallocblks_ufs2(ap));
511 }
512         
513 static int
514 ffs_reallocblks_ufs1(ap)
515         struct vop_reallocblks_args /* {
516                 struct vnode *a_vp;
517                 struct cluster_save *a_buflist;
518         } */ *ap;
519 {
520         struct fs *fs;
521         struct inode *ip;
522         struct vnode *vp;
523         struct buf *sbp, *ebp;
524         ufs1_daddr_t *bap, *sbap, *ebap;
525         struct cluster_save *buflist;
526         struct ufsmount *ump;
527         ufs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
528         ufs1_daddr_t soff, newblk, blkno;
529         ufs2_daddr_t pref;
530         struct indir start_ap[UFS_NIADDR + 1], end_ap[UFS_NIADDR + 1], *idp;
531         int i, cg, len, start_lvl, end_lvl, ssize;
532
533         vp = ap->a_vp;
534         ip = VTOI(vp);
535         ump = ITOUMP(ip);
536         fs = ump->um_fs;
537         /*
538          * If we are not tracking block clusters or if we have less than 4%
539          * free blocks left, then do not attempt to cluster. Running with
540          * less than 5% free block reserve is not recommended and those that
541          * choose to do so do not expect to have good file layout.
542          */
543         if (fs->fs_contigsumsize <= 0 || freespace(fs, 4) < 0)
544                 return (ENOSPC);
545         buflist = ap->a_buflist;
546         len = buflist->bs_nchildren;
547         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
548         end_lbn = start_lbn + len - 1;
549 #ifdef INVARIANTS
550         for (i = 0; i < len; i++)
551                 if (!ffs_checkblk(ip,
552                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
553                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
554         for (i = 1; i < len; i++)
555                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
556                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
557         blkno = buflist->bs_children[0]->b_blkno;
558         ssize = fsbtodb(fs, fs->fs_frag);
559         for (i = 1; i < len - 1; i++)
560                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != blkno + (i * ssize))
561                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
562 #endif
563         /*
564          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
565          * block, leave space for the indirect block. Indirect blocks
566          * are initially laid out in a position after the last direct
567          * block. Block reallocation would usually destroy locality by
568          * moving the indirect block out of the way to make room for
569          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
570          * this for other indirect block boundaries, but it is only
571          * important for the first one.
572          */
573         if (start_lbn < UFS_NDADDR && end_lbn >= UFS_NDADDR)
574                 return (ENOSPC);
575         /*
576          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
577          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
578          * the previous cylinder group.
579          */
580         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
581             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
582                 return (ENOSPC);
583         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
584             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
585                 return (ENOSPC);
586         /*
587          * Get the starting offset and block map for the first block.
588          */
589         if (start_lvl == 0) {
590                 sbap = &ip->i_din1->di_db[0];
591                 soff = start_lbn;
592         } else {
593                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
594                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
595                         brelse(sbp);
596                         return (ENOSPC);
597                 }
598                 sbap = (ufs1_daddr_t *)sbp->b_data;
599                 soff = idp->in_off;
600         }
601         /*
602          * If the block range spans two block maps, get the second map.
603          */
604         ebap = NULL;
605         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
606                 ssize = len;
607         } else {
608 #ifdef INVARIANTS
609                 if (start_lvl > 0 &&
610                     start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
611                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
612 #endif
613                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
614                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &ebp))
615                         goto fail;
616                 ebap = (ufs1_daddr_t *)ebp->b_data;
617         }
618         /*
619          * Find the preferred location for the cluster. If we have not
620          * previously failed at this endeavor, then follow our standard
621          * preference calculation. If we have failed at it, then pick up
622          * where we last ended our search.
623          */
624         UFS_LOCK(ump);
625         if (ip->i_nextclustercg == -1)
626                 pref = ffs_blkpref_ufs1(ip, start_lbn, soff, sbap);
627         else
628                 pref = cgdata(fs, ip->i_nextclustercg);
629         /*
630          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
631          * To avoid wasting too much time, we limit the number of cylinder
632          * groups that we will search.
633          */
634         cg = dtog(fs, pref);
635         for (i = min(maxclustersearch, fs->fs_ncg); i > 0; i--) {
636                 if ((newblk = ffs_clusteralloc(ip, cg, pref, len)) != 0)
637                         break;
638                 cg += 1;
639                 if (cg >= fs->fs_ncg)
640                         cg = 0;
641         }
642         /*
643          * If we have failed in our search, record where we gave up for
644          * next time. Otherwise, fall back to our usual search citerion.
645          */
646         if (newblk == 0) {
647                 ip->i_nextclustercg = cg;
648                 UFS_UNLOCK(ump);
649                 goto fail;
650         }
651         ip->i_nextclustercg = -1;
652         /*
653          * We have found a new contiguous block.
654          *
655          * First we have to replace the old block pointers with the new
656          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
657          * with the file.
658          */
659 #ifdef DEBUG
660         if (prtrealloc)
661                 printf("realloc: ino %ju, lbns %jd-%jd\n\told:",
662                     (uintmax_t)ip->i_number,
663                     (intmax_t)start_lbn, (intmax_t)end_lbn);
664 #endif
665         blkno = newblk;
666         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
667                 if (i == ssize) {
668                         bap = ebap;
669                         soff = -i;
670                 }
671 #ifdef INVARIANTS
672                 if (!ffs_checkblk(ip,
673                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
674                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
675                 if (dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno) != *bap)
676                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
677 #endif
678 #ifdef DEBUG
679                 if (prtrealloc)
680                         printf(" %d,", *bap);
681 #endif
682                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
683                         if (sbap == &ip->i_din1->di_db[0] && i < ssize)
684                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
685                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
686                                     buflist->bs_children[i]);
687                         else
688                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
689                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
690                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
691                 }
692                 *bap++ = blkno;
693         }
694         /*
695          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
696          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
697          * the old block values may have been written to disk. In practise
698          * they are almost never written, but if we are concerned about
699          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
700          *
701          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
702          * that shows whether the associated buffers and inodes have
703          * been written. The flag should be set when the cluster is
704          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
705          * We can then check below to see if it is set, and do the
706          * synchronous write only when it has been cleared.
707          */
708         if (sbap != &ip->i_din1->di_db[0]) {
709                 if (doasyncfree)
710                         bdwrite(sbp);
711                 else
712                         bwrite(sbp);
713         } else {
714                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
715                 if (!doasyncfree)
716                         ffs_update(vp, 1);
717         }
718         if (ssize < len) {
719                 if (doasyncfree)
720                         bdwrite(ebp);
721                 else
722                         bwrite(ebp);
723         }
724         /*
725          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
726          */
727 #ifdef DEBUG
728         if (prtrealloc)
729                 printf("\n\tnew:");
730 #endif
731         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
732                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
733                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp,
734                             dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno),
735                             fs->fs_bsize, ip->i_number, vp->v_type, NULL);
736                 buflist->bs_children[i]->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
737 #ifdef INVARIANTS
738                 if (!ffs_checkblk(ip,
739                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
740                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
741 #endif
742 #ifdef DEBUG
743                 if (prtrealloc)
744                         printf(" %d,", blkno);
745 #endif
746         }
747 #ifdef DEBUG
748         if (prtrealloc) {
749                 prtrealloc--;
750                 printf("\n");
751         }
752 #endif
753         return (0);
754
755 fail:
756         if (ssize < len)
757                 brelse(ebp);
758         if (sbap != &ip->i_din1->di_db[0])
759                 brelse(sbp);
760         return (ENOSPC);
761 }
762
763 static int
764 ffs_reallocblks_ufs2(ap)
765         struct vop_reallocblks_args /* {
766                 struct vnode *a_vp;
767                 struct cluster_save *a_buflist;
768         } */ *ap;
769 {
770         struct fs *fs;
771         struct inode *ip;
772         struct vnode *vp;
773         struct buf *sbp, *ebp;
774         ufs2_daddr_t *bap, *sbap, *ebap;
775         struct cluster_save *buflist;
776         struct ufsmount *ump;
777         ufs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
778         ufs2_daddr_t soff, newblk, blkno, pref;
779         struct indir start_ap[UFS_NIADDR + 1], end_ap[UFS_NIADDR + 1], *idp;
780         int i, cg, len, start_lvl, end_lvl, ssize;
781
782         vp = ap->a_vp;
783         ip = VTOI(vp);
784         ump = ITOUMP(ip);
785         fs = ump->um_fs;
786         /*
787          * If we are not tracking block clusters or if we have less than 4%
788          * free blocks left, then do not attempt to cluster. Running with
789          * less than 5% free block reserve is not recommended and those that
790          * choose to do so do not expect to have good file layout.
791          */
792         if (fs->fs_contigsumsize <= 0 || freespace(fs, 4) < 0)
793                 return (ENOSPC);
794         buflist = ap->a_buflist;
795         len = buflist->bs_nchildren;
796         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
797         end_lbn = start_lbn + len - 1;
798 #ifdef INVARIANTS
799         for (i = 0; i < len; i++)
800                 if (!ffs_checkblk(ip,
801                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
802                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
803         for (i = 1; i < len; i++)
804                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
805                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
806         blkno = buflist->bs_children[0]->b_blkno;
807         ssize = fsbtodb(fs, fs->fs_frag);
808         for (i = 1; i < len - 1; i++)
809                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != blkno + (i * ssize))
810                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
811 #endif
812         /*
813          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
814          * block, do not move anything in it. Indirect blocks are
815          * usually initially laid out in a position between the data
816          * blocks. Block reallocation would usually destroy locality by
817          * moving the indirect block out of the way to make room for
818          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
819          * this for other indirect block boundaries, but it is only
820          * important for the first one.
821          */
822         if (start_lbn < UFS_NDADDR && end_lbn >= UFS_NDADDR)
823                 return (ENOSPC);
824         /*
825          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
826          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
827          * the previous cylinder group.
828          */
829         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
830             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
831                 return (ENOSPC);
832         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
833             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
834                 return (ENOSPC);
835         /*
836          * Get the starting offset and block map for the first block.
837          */
838         if (start_lvl == 0) {
839                 sbap = &ip->i_din2->di_db[0];
840                 soff = start_lbn;
841         } else {
842                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
843                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
844                         brelse(sbp);
845                         return (ENOSPC);
846                 }
847                 sbap = (ufs2_daddr_t *)sbp->b_data;
848                 soff = idp->in_off;
849         }
850         /*
851          * If the block range spans two block maps, get the second map.
852          */
853         ebap = NULL;
854         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
855                 ssize = len;
856         } else {
857 #ifdef INVARIANTS
858                 if (start_lvl > 0 &&
859                     start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
860                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
861 #endif
862                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
863                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &ebp))
864                         goto fail;
865                 ebap = (ufs2_daddr_t *)ebp->b_data;
866         }
867         /*
868          * Find the preferred location for the cluster. If we have not
869          * previously failed at this endeavor, then follow our standard
870          * preference calculation. If we have failed at it, then pick up
871          * where we last ended our search.
872          */
873         UFS_LOCK(ump);
874         if (ip->i_nextclustercg == -1)
875                 pref = ffs_blkpref_ufs2(ip, start_lbn, soff, sbap);
876         else
877                 pref = cgdata(fs, ip->i_nextclustercg);
878         /*
879          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
880          * To avoid wasting too much time, we limit the number of cylinder
881          * groups that we will search.
882          */
883         cg = dtog(fs, pref);
884         for (i = min(maxclustersearch, fs->fs_ncg); i > 0; i--) {
885                 if ((newblk = ffs_clusteralloc(ip, cg, pref, len)) != 0)
886                         break;
887                 cg += 1;
888                 if (cg >= fs->fs_ncg)
889                         cg = 0;
890         }
891         /*
892          * If we have failed in our search, record where we gave up for
893          * next time. Otherwise, fall back to our usual search citerion.
894          */
895         if (newblk == 0) {
896                 ip->i_nextclustercg = cg;
897                 UFS_UNLOCK(ump);
898                 goto fail;
899         }
900         ip->i_nextclustercg = -1;
901         /*
902          * We have found a new contiguous block.
903          *
904          * First we have to replace the old block pointers with the new
905          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
906          * with the file.
907          */
908 #ifdef DEBUG
909         if (prtrealloc)
910                 printf("realloc: ino %ju, lbns %jd-%jd\n\told:", (uintmax_t)ip->i_number,
911                     (intmax_t)start_lbn, (intmax_t)end_lbn);
912 #endif
913         blkno = newblk;
914         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
915                 if (i == ssize) {
916                         bap = ebap;
917                         soff = -i;
918                 }
919 #ifdef INVARIANTS
920                 if (!ffs_checkblk(ip,
921                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
922                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
923                 if (dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno) != *bap)
924                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
925 #endif
926 #ifdef DEBUG
927                 if (prtrealloc)
928                         printf(" %jd,", (intmax_t)*bap);
929 #endif
930                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
931                         if (sbap == &ip->i_din2->di_db[0] && i < ssize)
932                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
933                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
934                                     buflist->bs_children[i]);
935                         else
936                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
937                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
938                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
939                 }
940                 *bap++ = blkno;
941         }
942         /*
943          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
944          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
945          * the old block values may have been written to disk. In practise
946          * they are almost never written, but if we are concerned about
947          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
948          *
949          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
950          * that shows whether the associated buffers and inodes have
951          * been written. The flag should be set when the cluster is
952          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
953          * We can then check below to see if it is set, and do the
954          * synchronous write only when it has been cleared.
955          */
956         if (sbap != &ip->i_din2->di_db[0]) {
957                 if (doasyncfree)
958                         bdwrite(sbp);
959                 else
960                         bwrite(sbp);
961         } else {
962                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
963                 if (!doasyncfree)
964                         ffs_update(vp, 1);
965         }
966         if (ssize < len) {
967                 if (doasyncfree)
968                         bdwrite(ebp);
969                 else
970                         bwrite(ebp);
971         }
972         /*
973          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
974          */
975 #ifdef DEBUG
976         if (prtrealloc)
977                 printf("\n\tnew:");
978 #endif
979         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
980                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
981                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp,
982                             dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno),
983                             fs->fs_bsize, ip->i_number, vp->v_type, NULL);
984                 buflist->bs_children[i]->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
985 #ifdef INVARIANTS
986                 if (!ffs_checkblk(ip,
987                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
988                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
989 #endif
990 #ifdef DEBUG
991                 if (prtrealloc)
992                         printf(" %jd,", (intmax_t)blkno);
993 #endif
994         }
995 #ifdef DEBUG
996         if (prtrealloc) {
997                 prtrealloc--;
998                 printf("\n");
999         }
1000 #endif
1001         return (0);
1002
1003 fail:
1004         if (ssize < len)
1005                 brelse(ebp);
1006         if (sbap != &ip->i_din2->di_db[0])
1007                 brelse(sbp);
1008         return (ENOSPC);
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Allocate an inode in the filesystem.
1013  *
1014  * If allocating a directory, use ffs_dirpref to select the inode.
1015  * If allocating in a directory, the following hierarchy is followed:
1016  *   1) allocate the preferred inode.
1017  *   2) allocate an inode in the same cylinder group.
1018  *   3) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
1019  *      available inode is located.
1020  * If no inode preference is given the following hierarchy is used
1021  * to allocate an inode:
1022  *   1) allocate an inode in cylinder group 0.
1023  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
1024  *      available inode is located.
1025  */
1026 int
1027 ffs_valloc(pvp, mode, cred, vpp)
1028         struct vnode *pvp;
1029         int mode;
1030         struct ucred *cred;
1031         struct vnode **vpp;
1032 {
1033         struct inode *pip;
1034         struct fs *fs;
1035         struct inode *ip;
1036         struct timespec ts;
1037         struct ufsmount *ump;
1038         ino_t ino, ipref;
1039         u_int cg;
1040         int error, error1, reclaimed;
1041         static struct timeval lastfail;
1042         static int curfail;
1043
1044         *vpp = NULL;
1045         pip = VTOI(pvp);
1046         ump = ITOUMP(pip);
1047         fs = ump->um_fs;
1048
1049         UFS_LOCK(ump);
1050         reclaimed = 0;
1051 retry:
1052         if (fs->fs_cstotal.cs_nifree == 0)
1053                 goto noinodes;
1054
1055         if ((mode & IFMT) == IFDIR)
1056                 ipref = ffs_dirpref(pip);
1057         else
1058                 ipref = pip->i_number;
1059         if (ipref >= fs->fs_ncg * fs->fs_ipg)
1060                 ipref = 0;
1061         cg = ino_to_cg(fs, ipref);
1062         /*
1063          * Track number of dirs created one after another
1064          * in a same cg without intervening by files.
1065          */
1066         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1067                 if (fs->fs_contigdirs[cg] < 255)
1068                         fs->fs_contigdirs[cg]++;
1069         } else {
1070                 if (fs->fs_contigdirs[cg] > 0)
1071                         fs->fs_contigdirs[cg]--;
1072         }
1073         ino = (ino_t)ffs_hashalloc(pip, cg, ipref, mode, 0,
1074                                         (allocfcn_t *)ffs_nodealloccg);
1075         if (ino == 0)
1076                 goto noinodes;
1077         error = ffs_vget(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp);
1078         if (error) {
1079                 error1 = ffs_vgetf(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp,
1080                     FFSV_FORCEINSMQ);
1081                 ffs_vfree(pvp, ino, mode);
1082                 if (error1 == 0) {
1083                         ip = VTOI(*vpp);
1084                         if (ip->i_mode)
1085                                 goto dup_alloc;
1086                         ip->i_flag |= IN_MODIFIED;
1087                         vput(*vpp);
1088                 }
1089                 return (error);
1090         }
1091         ip = VTOI(*vpp);
1092         if (ip->i_mode) {
1093 dup_alloc:
1094                 printf("mode = 0%o, inum = %ju, fs = %s\n",
1095                     ip->i_mode, (uintmax_t)ip->i_number, fs->fs_fsmnt);
1096                 panic("ffs_valloc: dup alloc");
1097         }
1098         if (DIP(ip, i_blocks) && (fs->fs_flags & FS_UNCLEAN) == 0) {  /* XXX */
1099                 printf("free inode %s/%lu had %ld blocks\n",
1100                     fs->fs_fsmnt, (u_long)ino, (long)DIP(ip, i_blocks));
1101                 DIP_SET(ip, i_blocks, 0);
1102         }
1103         ip->i_flags = 0;
1104         DIP_SET(ip, i_flags, 0);
1105         /*
1106          * Set up a new generation number for this inode.
1107          */
1108         while (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
1109                 ip->i_gen = arc4random();
1110         DIP_SET(ip, i_gen, ip->i_gen);
1111         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC) {
1112                 vfs_timestamp(&ts);
1113                 ip->i_din2->di_birthtime = ts.tv_sec;
1114                 ip->i_din2->di_birthnsec = ts.tv_nsec;
1115         }
1116         ufs_prepare_reclaim(*vpp);
1117         ip->i_flag = 0;
1118         (*vpp)->v_vflag = 0;
1119         (*vpp)->v_type = VNON;
1120         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC) {
1121                 (*vpp)->v_op = &ffs_vnodeops2;
1122                 ip->i_flag |= IN_UFS2;
1123         } else {
1124                 (*vpp)->v_op = &ffs_vnodeops1;
1125         }
1126         return (0);
1127 noinodes:
1128         if (reclaimed == 0) {
1129                 reclaimed = 1;
1130                 softdep_request_cleanup(fs, pvp, cred, FLUSH_INODES_WAIT);
1131                 goto retry;
1132         }
1133         UFS_UNLOCK(ump);
1134         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
1135                 ffs_fserr(fs, pip->i_number, "out of inodes");
1136                 uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n",
1137                     fs->fs_fsmnt);
1138         }
1139         return (ENOSPC);
1140 }
1141
1142 /*
1143  * Find a cylinder group to place a directory.
1144  *
1145  * The policy implemented by this algorithm is to allocate a
1146  * directory inode in the same cylinder group as its parent
1147  * directory, but also to reserve space for its files inodes
1148  * and data. Restrict the number of directories which may be
1149  * allocated one after another in the same cylinder group
1150  * without intervening allocation of files.
1151  *
1152  * If we allocate a first level directory then force allocation
1153  * in another cylinder group.
1154  */
1155 static ino_t
1156 ffs_dirpref(pip)
1157         struct inode *pip;
1158 {
1159         struct fs *fs;
1160         int cg, prefcg, dirsize, cgsize;
1161         u_int avgifree, avgbfree, avgndir, curdirsize;
1162         u_int minifree, minbfree, maxndir;
1163         u_int mincg, minndir;
1164         u_int maxcontigdirs;
1165
1166         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(pip)), MA_OWNED);
1167         fs = ITOFS(pip);
1168
1169         avgifree = fs->fs_cstotal.cs_nifree / fs->fs_ncg;
1170         avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1171         avgndir = fs->fs_cstotal.cs_ndir / fs->fs_ncg;
1172
1173         /*
1174          * Force allocation in another cg if creating a first level dir.
1175          */
1176         ASSERT_VOP_LOCKED(ITOV(pip), "ffs_dirpref");
1177         if (ITOV(pip)->v_vflag & VV_ROOT) {
1178                 prefcg = arc4random() % fs->fs_ncg;
1179                 mincg = prefcg;
1180                 minndir = fs->fs_ipg;
1181                 for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1182                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
1183                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree &&
1184                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1185                                 mincg = cg;
1186                                 minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
1187                         }
1188                 for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1189                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
1190                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree &&
1191                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1192                                 mincg = cg;
1193                                 minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
1194                         }
1195                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * mincg));
1196         }
1197
1198         /*
1199          * Count various limits which used for
1200          * optimal allocation of a directory inode.
1201          */
1202         maxndir = min(avgndir + fs->fs_ipg / 16, fs->fs_ipg);
1203         minifree = avgifree - avgifree / 4;
1204         if (minifree < 1)
1205                 minifree = 1;
1206         minbfree = avgbfree - avgbfree / 4;
1207         if (minbfree < 1)
1208                 minbfree = 1;
1209         cgsize = fs->fs_fsize * fs->fs_fpg;
1210         dirsize = fs->fs_avgfilesize * fs->fs_avgfpdir;
1211         curdirsize = avgndir ? (cgsize - avgbfree * fs->fs_bsize) / avgndir : 0;
1212         if (dirsize < curdirsize)
1213                 dirsize = curdirsize;
1214         if (dirsize <= 0)
1215                 maxcontigdirs = 0;              /* dirsize overflowed */
1216         else
1217                 maxcontigdirs = min((avgbfree * fs->fs_bsize) / dirsize, 255);
1218         if (fs->fs_avgfpdir > 0)
1219                 maxcontigdirs = min(maxcontigdirs,
1220                                     fs->fs_ipg / fs->fs_avgfpdir);
1221         if (maxcontigdirs == 0)
1222                 maxcontigdirs = 1;
1223
1224         /*
1225          * Limit number of dirs in one cg and reserve space for 
1226          * regular files, but only if we have no deficit in
1227          * inodes or space.
1228          *
1229          * We are trying to find a suitable cylinder group nearby
1230          * our preferred cylinder group to place a new directory.
1231          * We scan from our preferred cylinder group forward looking
1232          * for a cylinder group that meets our criterion. If we get
1233          * to the final cylinder group and do not find anything,
1234          * we start scanning forwards from the beginning of the
1235          * filesystem. While it might seem sensible to start scanning
1236          * backwards or even to alternate looking forward and backward,
1237          * this approach fails badly when the filesystem is nearly full.
1238          * Specifically, we first search all the areas that have no space
1239          * and finally try the one preceding that. We repeat this on
1240          * every request and in the case of the final block end up
1241          * searching the entire filesystem. By jumping to the front
1242          * of the filesystem, our future forward searches always look
1243          * in new cylinder groups so finds every possible block after
1244          * one pass over the filesystem.
1245          */
1246         prefcg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
1247         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1248                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
1249                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
1250                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
1251                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
1252                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1253                 }
1254         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1255                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
1256                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
1257                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
1258                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
1259                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1260                 }
1261         /*
1262          * This is a backstop when we have deficit in space.
1263          */
1264         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1265                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
1266                         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1267         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1268                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
1269                         break;
1270         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1271 }
1272
1273 /*
1274  * Select the desired position for the next block in a file.  The file is
1275  * logically divided into sections. The first section is composed of the
1276  * direct blocks and the next fs_maxbpg blocks. Each additional section
1277  * contains fs_maxbpg blocks.
1278  *
1279  * If no blocks have been allocated in the first section, the policy is to
1280  * request a block in the same cylinder group as the inode that describes
1281  * the file. The first indirect is allocated immediately following the last
1282  * direct block and the data blocks for the first indirect immediately
1283  * follow it.
1284  *
1285  * If no blocks have been allocated in any other section, the indirect 
1286  * block(s) are allocated in the same cylinder group as its inode in an
1287  * area reserved immediately following the inode blocks. The policy for
1288  * the data blocks is to place them in a cylinder group with a greater than
1289  * average number of free blocks. An appropriate cylinder group is found
1290  * by using a rotor that sweeps the cylinder groups. When a new group of
1291  * blocks is needed, the sweep begins in the cylinder group following the
1292  * cylinder group from which the previous allocation was made. The sweep
1293  * continues until a cylinder group with greater than the average number
1294  * of free blocks is found. If the allocation is for the first block in an
1295  * indirect block or the previous block is a hole, then the information on
1296  * the previous allocation is unavailable; here a best guess is made based
1297  * on the logical block number being allocated.
1298  *
1299  * If a section is already partially allocated, the policy is to
1300  * allocate blocks contiguously within the section if possible.
1301  */
1302 ufs2_daddr_t
1303 ffs_blkpref_ufs1(ip, lbn, indx, bap)
1304         struct inode *ip;
1305         ufs_lbn_t lbn;
1306         int indx;
1307         ufs1_daddr_t *bap;
1308 {
1309         struct fs *fs;
1310         u_int cg, inocg;
1311         u_int avgbfree, startcg;
1312         ufs2_daddr_t pref;
1313
1314         KASSERT(indx <= 0 || bap != NULL, ("need non-NULL bap"));
1315         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(ip)), MA_OWNED);
1316         fs = ITOFS(ip);
1317         /*
1318          * Allocation of indirect blocks is indicated by passing negative
1319          * values in indx: -1 for single indirect, -2 for double indirect,
1320          * -3 for triple indirect. As noted below, we attempt to allocate
1321          * the first indirect inline with the file data. For all later
1322          * indirect blocks, the data is often allocated in other cylinder
1323          * groups. However to speed random file access and to speed up
1324          * fsck, the filesystem reserves the first fs_metaspace blocks
1325          * (typically half of fs_minfree) of the data area of each cylinder
1326          * group to hold these later indirect blocks.
1327          */
1328         inocg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
1329         if (indx < 0) {
1330                 /*
1331                  * Our preference for indirect blocks is the zone at the
1332                  * beginning of the inode's cylinder group data area that
1333                  * we try to reserve for indirect blocks.
1334                  */
1335                 pref = cgmeta(fs, inocg);
1336                 /*
1337                  * If we are allocating the first indirect block, try to
1338                  * place it immediately following the last direct block.
1339                  */
1340                 if (indx == -1 && lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs) &&
1341                     ip->i_din1->di_db[UFS_NDADDR - 1] != 0)
1342                         pref = ip->i_din1->di_db[UFS_NDADDR - 1] + fs->fs_frag;
1343                 return (pref);
1344         }
1345         /*
1346          * If we are allocating the first data block in the first indirect
1347          * block and the indirect has been allocated in the data block area,
1348          * try to place it immediately following the indirect block.
1349          */
1350         if (lbn == UFS_NDADDR) {
1351                 pref = ip->i_din1->di_ib[0];
1352                 if (pref != 0 && pref >= cgdata(fs, inocg) &&
1353                     pref < cgbase(fs, inocg + 1))
1354                         return (pref + fs->fs_frag);
1355         }
1356         /*
1357          * If we are at the beginning of a file, or we have already allocated
1358          * the maximum number of blocks per cylinder group, or we do not
1359          * have a block allocated immediately preceding us, then we need
1360          * to decide where to start allocating new blocks.
1361          */
1362         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || bap[indx - 1] == 0) {
1363                 /*
1364                  * If we are allocating a directory data block, we want
1365                  * to place it in the metadata area.
1366                  */
1367                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR)
1368                         return (cgmeta(fs, inocg));
1369                 /*
1370                  * Until we fill all the direct and all the first indirect's
1371                  * blocks, we try to allocate in the data area of the inode's
1372                  * cylinder group.
1373                  */
1374                 if (lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs))
1375                         return (cgdata(fs, inocg));
1376                 /*
1377                  * Find a cylinder with greater than average number of
1378                  * unused data blocks.
1379                  */
1380                 if (indx == 0 || bap[indx - 1] == 0)
1381                         startcg = inocg + lbn / fs->fs_maxbpg;
1382                 else
1383                         startcg = dtog(fs, bap[indx - 1]) + 1;
1384                 startcg %= fs->fs_ncg;
1385                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1386                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1387                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1388                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1389                                 return (cgdata(fs, cg));
1390                         }
1391                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
1392                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1393                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1394                                 return (cgdata(fs, cg));
1395                         }
1396                 return (0);
1397         }
1398         /*
1399          * Otherwise, we just always try to lay things out contiguously.
1400          */
1401         return (bap[indx - 1] + fs->fs_frag);
1402 }
1403
1404 /*
1405  * Same as above, but for UFS2
1406  */
1407 ufs2_daddr_t
1408 ffs_blkpref_ufs2(ip, lbn, indx, bap)
1409         struct inode *ip;
1410         ufs_lbn_t lbn;
1411         int indx;
1412         ufs2_daddr_t *bap;
1413 {
1414         struct fs *fs;
1415         u_int cg, inocg;
1416         u_int avgbfree, startcg;
1417         ufs2_daddr_t pref;
1418
1419         KASSERT(indx <= 0 || bap != NULL, ("need non-NULL bap"));
1420         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(ip)), MA_OWNED);
1421         fs = ITOFS(ip);
1422         /*
1423          * Allocation of indirect blocks is indicated by passing negative
1424          * values in indx: -1 for single indirect, -2 for double indirect,
1425          * -3 for triple indirect. As noted below, we attempt to allocate
1426          * the first indirect inline with the file data. For all later
1427          * indirect blocks, the data is often allocated in other cylinder
1428          * groups. However to speed random file access and to speed up
1429          * fsck, the filesystem reserves the first fs_metaspace blocks
1430          * (typically half of fs_minfree) of the data area of each cylinder
1431          * group to hold these later indirect blocks.
1432          */
1433         inocg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
1434         if (indx < 0) {
1435                 /*
1436                  * Our preference for indirect blocks is the zone at the
1437                  * beginning of the inode's cylinder group data area that
1438                  * we try to reserve for indirect blocks.
1439                  */
1440                 pref = cgmeta(fs, inocg);
1441                 /*
1442                  * If we are allocating the first indirect block, try to
1443                  * place it immediately following the last direct block.
1444                  */
1445                 if (indx == -1 && lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs) &&
1446                     ip->i_din2->di_db[UFS_NDADDR - 1] != 0)
1447                         pref = ip->i_din2->di_db[UFS_NDADDR - 1] + fs->fs_frag;
1448                 return (pref);
1449         }
1450         /*
1451          * If we are allocating the first data block in the first indirect
1452          * block and the indirect has been allocated in the data block area,
1453          * try to place it immediately following the indirect block.
1454          */
1455         if (lbn == UFS_NDADDR) {
1456                 pref = ip->i_din2->di_ib[0];
1457                 if (pref != 0 && pref >= cgdata(fs, inocg) &&
1458                     pref < cgbase(fs, inocg + 1))
1459                         return (pref + fs->fs_frag);
1460         }
1461         /*
1462          * If we are at the beginning of a file, or we have already allocated
1463          * the maximum number of blocks per cylinder group, or we do not
1464          * have a block allocated immediately preceding us, then we need
1465          * to decide where to start allocating new blocks.
1466          */
1467         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || bap[indx - 1] == 0) {
1468                 /*
1469                  * If we are allocating a directory data block, we want
1470                  * to place it in the metadata area.
1471                  */
1472                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR)
1473                         return (cgmeta(fs, inocg));
1474                 /*
1475                  * Until we fill all the direct and all the first indirect's
1476                  * blocks, we try to allocate in the data area of the inode's
1477                  * cylinder group.
1478                  */
1479                 if (lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs))
1480                         return (cgdata(fs, inocg));
1481                 /*
1482                  * Find a cylinder with greater than average number of
1483                  * unused data blocks.
1484                  */
1485                 if (indx == 0 || bap[indx - 1] == 0)
1486                         startcg = inocg + lbn / fs->fs_maxbpg;
1487                 else
1488                         startcg = dtog(fs, bap[indx - 1]) + 1;
1489                 startcg %= fs->fs_ncg;
1490                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1491                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1492                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1493                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1494                                 return (cgdata(fs, cg));
1495                         }
1496                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
1497                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1498                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1499                                 return (cgdata(fs, cg));
1500                         }
1501                 return (0);
1502         }
1503         /*
1504          * Otherwise, we just always try to lay things out contiguously.
1505          */
1506         return (bap[indx - 1] + fs->fs_frag);
1507 }
1508
1509 /*
1510  * Implement the cylinder overflow algorithm.
1511  *
1512  * The policy implemented by this algorithm is:
1513  *   1) allocate the block in its requested cylinder group.
1514  *   2) quadradically rehash on the cylinder group number.
1515  *   3) brute force search for a free block.
1516  *
1517  * Must be called with the UFS lock held.  Will release the lock on success
1518  * and return with it held on failure.
1519  */
1520 /*VARARGS5*/
1521 static ufs2_daddr_t
1522 ffs_hashalloc(ip, cg, pref, size, rsize, allocator)
1523         struct inode *ip;
1524         u_int cg;
1525         ufs2_daddr_t pref;
1526         int size;       /* Search size for data blocks, mode for inodes */
1527         int rsize;      /* Real allocated size. */
1528         allocfcn_t *allocator;
1529 {
1530         struct fs *fs;
1531         ufs2_daddr_t result;
1532         u_int i, icg = cg;
1533
1534         mtx_assert(UFS_MTX(ITOUMP(ip)), MA_OWNED);
1535 #ifdef INVARIANTS
1536         if (ITOV(ip)->v_mount->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPENDED)
1537                 panic("ffs_hashalloc: allocation on suspended filesystem");
1538 #endif
1539         fs = ITOFS(ip);
1540         /*
1541          * 1: preferred cylinder group
1542          */
1543         result = (*allocator)(ip, cg, pref, size, rsize);
1544         if (result)
1545                 return (result);
1546         /*
1547          * 2: quadratic rehash
1548          */
1549         for (i = 1; i < fs->fs_ncg; i *= 2) {
1550                 cg += i;
1551                 if (cg >= fs->fs_ncg)
1552                         cg -= fs->fs_ncg;
1553                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size, rsize);
1554                 if (result)
1555                         return (result);
1556         }
1557         /*
1558          * 3: brute force search
1559          * Note that we start at i == 2, since 0 was checked initially,
1560          * and 1 is always checked in the quadratic rehash.
1561          */
1562         cg = (icg + 2) % fs->fs_ncg;
1563         for (i = 2; i < fs->fs_ncg; i++) {
1564                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size, rsize);
1565                 if (result)
1566                         return (result);
1567                 cg++;
1568                 if (cg == fs->fs_ncg)
1569                         cg = 0;
1570         }
1571         return (0);
1572 }
1573
1574 /*
1575  * Determine whether a fragment can be extended.
1576  *
1577  * Check to see if the necessary fragments are available, and
1578  * if they are, allocate them.
1579  */
1580 static ufs2_daddr_t
1581 ffs_fragextend(ip, cg, bprev, osize, nsize)
1582         struct inode *ip;
1583         u_int cg;
1584         ufs2_daddr_t bprev;
1585         int osize, nsize;
1586 {
1587         struct fs *fs;
1588         struct cg *cgp;
1589         struct buf *bp;
1590         struct ufsmount *ump;
1591         int nffree;
1592         long bno;
1593         int frags, bbase;
1594         int i, error;
1595         u_int8_t *blksfree;
1596
1597         ump = ITOUMP(ip);
1598         fs = ump->um_fs;
1599         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree < numfrags(fs, nsize - osize))
1600                 return (0);
1601         frags = numfrags(fs, nsize);
1602         bbase = fragnum(fs, bprev);
1603         if (bbase > fragnum(fs, (bprev + frags - 1))) {
1604                 /* cannot extend across a block boundary */
1605                 return (0);
1606         }
1607         UFS_UNLOCK(ump);
1608         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0)
1609                 goto fail;
1610         bno = dtogd(fs, bprev);
1611         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1612         for (i = numfrags(fs, osize); i < frags; i++)
1613                 if (isclr(blksfree, bno + i))
1614                         goto fail;
1615         /*
1616          * the current fragment can be extended
1617          * deduct the count on fragment being extended into
1618          * increase the count on the remaining fragment (if any)
1619          * allocate the extended piece
1620          */
1621         for (i = frags; i < fs->fs_frag - bbase; i++)
1622                 if (isclr(blksfree, bno + i))
1623                         break;
1624         cgp->cg_frsum[i - numfrags(fs, osize)]--;
1625         if (i != frags)
1626                 cgp->cg_frsum[i - frags]++;
1627         for (i = numfrags(fs, osize), nffree = 0; i < frags; i++) {
1628                 clrbit(blksfree, bno + i);
1629                 cgp->cg_cs.cs_nffree--;
1630                 nffree++;
1631         }
1632         UFS_LOCK(ump);
1633         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= nffree;
1634         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= nffree;
1635         fs->fs_fmod = 1;
1636         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1637         UFS_UNLOCK(ump);
1638         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1639                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), bprev,
1640                     frags, numfrags(fs, osize));
1641         bdwrite(bp);
1642         return (bprev);
1643
1644 fail:
1645         brelse(bp);
1646         UFS_LOCK(ump);
1647         return (0);
1648
1649 }
1650
1651 /*
1652  * Determine whether a block can be allocated.
1653  *
1654  * Check to see if a block of the appropriate size is available,
1655  * and if it is, allocate it.
1656  */
1657 static ufs2_daddr_t
1658 ffs_alloccg(ip, cg, bpref, size, rsize)
1659         struct inode *ip;
1660         u_int cg;
1661         ufs2_daddr_t bpref;
1662         int size;
1663         int rsize;
1664 {
1665         struct fs *fs;
1666         struct cg *cgp;
1667         struct buf *bp;
1668         struct ufsmount *ump;
1669         ufs1_daddr_t bno;
1670         ufs2_daddr_t blkno;
1671         int i, allocsiz, error, frags;
1672         u_int8_t *blksfree;
1673
1674         ump = ITOUMP(ip);
1675         fs = ump->um_fs;
1676         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize)
1677                 return (0);
1678         UFS_UNLOCK(ump);
1679         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0 ||
1680            (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize))
1681                 goto fail;
1682         if (size == fs->fs_bsize) {
1683                 UFS_LOCK(ump);
1684                 blkno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, rsize);
1685                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
1686                 UFS_UNLOCK(ump);
1687                 bdwrite(bp);
1688                 return (blkno);
1689         }
1690         /*
1691          * check to see if any fragments are already available
1692          * allocsiz is the size which will be allocated, hacking
1693          * it down to a smaller size if necessary
1694          */
1695         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1696         frags = numfrags(fs, size);
1697         for (allocsiz = frags; allocsiz < fs->fs_frag; allocsiz++)
1698                 if (cgp->cg_frsum[allocsiz] != 0)
1699                         break;
1700         if (allocsiz == fs->fs_frag) {
1701                 /*
1702                  * no fragments were available, so a block will be
1703                  * allocated, and hacked up
1704                  */
1705                 if (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0)
1706                         goto fail;
1707                 UFS_LOCK(ump);
1708                 blkno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, rsize);
1709                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
1710                 UFS_UNLOCK(ump);
1711                 bdwrite(bp);
1712                 return (blkno);
1713         }
1714         KASSERT(size == rsize,
1715             ("ffs_alloccg: size(%d) != rsize(%d)", size, rsize));
1716         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz);
1717         if (bno < 0)
1718                 goto fail;
1719         for (i = 0; i < frags; i++)
1720                 clrbit(blksfree, bno + i);
1721         cgp->cg_cs.cs_nffree -= frags;
1722         cgp->cg_frsum[allocsiz]--;
1723         if (frags != allocsiz)
1724                 cgp->cg_frsum[allocsiz - frags]++;
1725         UFS_LOCK(ump);
1726         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= frags;
1727         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= frags;
1728         fs->fs_fmod = 1;
1729         blkno = cgbase(fs, cg) + bno;
1730         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1731         UFS_UNLOCK(ump);
1732         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1733                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), blkno, frags, 0);
1734         bdwrite(bp);
1735         return (blkno);
1736
1737 fail:
1738         brelse(bp);
1739         UFS_LOCK(ump);
1740         return (0);
1741 }
1742
1743 /*
1744  * Allocate a block in a cylinder group.
1745  *
1746  * This algorithm implements the following policy:
1747  *   1) allocate the requested block.
1748  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
1749  *   3) allocate the next available block on the block rotor for the
1750  *      specified cylinder group.
1751  * Note that this routine only allocates fs_bsize blocks; these
1752  * blocks may be fragmented by the routine that allocates them.
1753  */
1754 static ufs2_daddr_t
1755 ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, size)
1756         struct inode *ip;
1757         struct buf *bp;
1758         ufs2_daddr_t bpref;
1759         int size;
1760 {
1761         struct fs *fs;
1762         struct cg *cgp;
1763         struct ufsmount *ump;
1764         ufs1_daddr_t bno;
1765         ufs2_daddr_t blkno;
1766         u_int8_t *blksfree;
1767         int i, cgbpref;
1768
1769         ump = ITOUMP(ip);
1770         fs = ump->um_fs;
1771         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
1772         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1773         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1774         if (bpref == 0) {
1775                 bpref = cgbase(fs, cgp->cg_cgx) + cgp->cg_rotor + fs->fs_frag;
1776         } else if ((cgbpref = dtog(fs, bpref)) != cgp->cg_cgx) {
1777                 /* map bpref to correct zone in this cg */
1778                 if (bpref < cgdata(fs, cgbpref))
1779                         bpref = cgmeta(fs, cgp->cg_cgx);
1780                 else
1781                         bpref = cgdata(fs, cgp->cg_cgx);
1782         }
1783         /*
1784          * if the requested block is available, use it
1785          */
1786         bno = dtogd(fs, blknum(fs, bpref));
1787         if (ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, bno)))
1788                 goto gotit;
1789         /*
1790          * Take the next available block in this cylinder group.
1791          */
1792         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, (int)fs->fs_frag);
1793         if (bno < 0)
1794                 return (0);
1795         /* Update cg_rotor only if allocated from the data zone */
1796         if (bno >= dtogd(fs, cgdata(fs, cgp->cg_cgx)))
1797                 cgp->cg_rotor = bno;
1798 gotit:
1799         blkno = fragstoblks(fs, bno);
1800         ffs_clrblock(fs, blksfree, (long)blkno);
1801         ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, -1);
1802         cgp->cg_cs.cs_nbfree--;
1803         fs->fs_cstotal.cs_nbfree--;
1804         fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nbfree--;
1805         fs->fs_fmod = 1;
1806         blkno = cgbase(fs, cgp->cg_cgx) + bno;
1807         /*
1808          * If the caller didn't want the whole block free the frags here.
1809          */
1810         size = numfrags(fs, size);
1811         if (size != fs->fs_frag) {
1812                 bno = dtogd(fs, blkno);
1813                 for (i = size; i < fs->fs_frag; i++)
1814                         setbit(blksfree, bno + i);
1815                 i = fs->fs_frag - size;
1816                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
1817                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
1818                 fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nffree += i;
1819                 fs->fs_fmod = 1;
1820                 cgp->cg_frsum[i]++;
1821         }
1822         /* XXX Fixme. */
1823         UFS_UNLOCK(ump);
1824         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1825                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), blkno,
1826                     size, 0);
1827         UFS_LOCK(ump);
1828         return (blkno);
1829 }
1830
1831 /*
1832  * Determine whether a cluster can be allocated.
1833  *
1834  * We do not currently check for optimal rotational layout if there
1835  * are multiple choices in the same cylinder group. Instead we just
1836  * take the first one that we find following bpref.
1837  */
1838 static ufs2_daddr_t
1839 ffs_clusteralloc(ip, cg, bpref, len)
1840         struct inode *ip;
1841         u_int cg;
1842         ufs2_daddr_t bpref;
1843         int len;
1844 {
1845         struct fs *fs;
1846         struct cg *cgp;
1847         struct buf *bp;
1848         struct ufsmount *ump;
1849         int i, run, bit, map, got, error;
1850         ufs2_daddr_t bno;
1851         u_char *mapp;
1852         int32_t *lp;
1853         u_int8_t *blksfree;
1854
1855         ump = ITOUMP(ip);
1856         fs = ump->um_fs;
1857         if (fs->fs_maxcluster[cg] < len)
1858                 return (0);
1859         UFS_UNLOCK(ump);
1860         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0) {
1861                 UFS_LOCK(ump);
1862                 return (0);
1863         }
1864         /*
1865          * Check to see if a cluster of the needed size (or bigger) is
1866          * available in this cylinder group.
1867          */
1868         lp = &cg_clustersum(cgp)[len];
1869         for (i = len; i <= fs->fs_contigsumsize; i++)
1870                 if (*lp++ > 0)
1871                         break;
1872         if (i > fs->fs_contigsumsize) {
1873                 /*
1874                  * This is the first time looking for a cluster in this
1875                  * cylinder group. Update the cluster summary information
1876                  * to reflect the true maximum sized cluster so that
1877                  * future cluster allocation requests can avoid reading
1878                  * the cylinder group map only to find no clusters.
1879                  */
1880                 lp = &cg_clustersum(cgp)[len - 1];
1881                 for (i = len - 1; i > 0; i--)
1882                         if (*lp-- > 0)
1883                                 break;
1884                 UFS_LOCK(ump);
1885                 fs->fs_maxcluster[cg] = i;
1886                 brelse(bp);
1887                 return (0);
1888         }
1889         /*
1890          * Search the cluster map to find a big enough cluster.
1891          * We take the first one that we find, even if it is larger
1892          * than we need as we prefer to get one close to the previous
1893          * block allocation. We do not search before the current
1894          * preference point as we do not want to allocate a block
1895          * that is allocated before the previous one (as we will
1896          * then have to wait for another pass of the elevator
1897          * algorithm before it will be read). We prefer to fail and
1898          * be recalled to try an allocation in the next cylinder group.
1899          */
1900         if (dtog(fs, bpref) != cg)
1901                 bpref = cgdata(fs, cg);
1902         else
1903                 bpref = blknum(fs, bpref);
1904         bpref = fragstoblks(fs, dtogd(fs, bpref));
1905         mapp = &cg_clustersfree(cgp)[bpref / NBBY];
1906         map = *mapp++;
1907         bit = 1 << (bpref % NBBY);
1908         for (run = 0, got = bpref; got < cgp->cg_nclusterblks; got++) {
1909                 if ((map & bit) == 0) {
1910                         run = 0;
1911                 } else {
1912                         run++;
1913                         if (run == len)
1914                                 break;
1915                 }
1916                 if ((got & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1)) {
1917                         bit <<= 1;
1918                 } else {
1919                         map = *mapp++;
1920                         bit = 1;
1921                 }
1922         }
1923         if (got >= cgp->cg_nclusterblks) {
1924                 UFS_LOCK(ump);
1925                 brelse(bp);
1926                 return (0);
1927         }
1928         /*
1929          * Allocate the cluster that we have found.
1930          */
1931         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1932         for (i = 1; i <= len; i++)
1933                 if (!ffs_isblock(fs, blksfree, got - run + i))
1934                         panic("ffs_clusteralloc: map mismatch");
1935         bno = cgbase(fs, cg) + blkstofrags(fs, got - run + 1);
1936         if (dtog(fs, bno) != cg)
1937                 panic("ffs_clusteralloc: allocated out of group");
1938         len = blkstofrags(fs, len);
1939         UFS_LOCK(ump);
1940         for (i = 0; i < len; i += fs->fs_frag)
1941                 if (ffs_alloccgblk(ip, bp, bno + i, fs->fs_bsize) != bno + i)
1942                         panic("ffs_clusteralloc: lost block");
1943         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1944         UFS_UNLOCK(ump);
1945         bdwrite(bp);
1946         return (bno);
1947 }
1948
1949 static inline struct buf *
1950 getinobuf(struct inode *ip, u_int cg, u_int32_t cginoblk, int gbflags)
1951 {
1952         struct fs *fs;
1953
1954         fs = ITOFS(ip);
1955         return (getblk(ITODEVVP(ip), fsbtodb(fs, ino_to_fsba(fs,
1956             cg * fs->fs_ipg + cginoblk)), (int)fs->fs_bsize, 0, 0,
1957             gbflags));
1958 }
1959
1960 /*
1961  * Synchronous inode initialization is needed only when barrier writes do not
1962  * work as advertised, and will impose a heavy cost on file creation in a newly
1963  * created filesystem.
1964  */
1965 static int doasyncinodeinit = 1;
1966 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doasyncinodeinit, CTLFLAG_RWTUN,
1967     &doasyncinodeinit, 0,
1968     "Perform inode block initialization using asynchronous writes");
1969
1970 /*
1971  * Determine whether an inode can be allocated.
1972  *
1973  * Check to see if an inode is available, and if it is,
1974  * allocate it using the following policy:
1975  *   1) allocate the requested inode.
1976  *   2) allocate the next available inode after the requested
1977  *      inode in the specified cylinder group.
1978  */
1979 static ufs2_daddr_t
1980 ffs_nodealloccg(ip, cg, ipref, mode, unused)
1981         struct inode *ip;
1982         u_int cg;
1983         ufs2_daddr_t ipref;
1984         int mode;
1985         int unused;
1986 {
1987         struct fs *fs;
1988         struct cg *cgp;
1989         struct buf *bp, *ibp;
1990         struct ufsmount *ump;
1991         u_int8_t *inosused, *loc;
1992         struct ufs2_dinode *dp2;
1993         int error, start, len, i;
1994         u_int32_t old_initediblk;
1995
1996         ump = ITOUMP(ip);
1997         fs = ump->um_fs;
1998 check_nifree:
1999         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree == 0)
2000                 return (0);
2001         UFS_UNLOCK(ump);
2002         if ((error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0) {
2003                 UFS_LOCK(ump);
2004                 return (0);
2005         }
2006 restart:
2007         if (cgp->cg_cs.cs_nifree == 0) {
2008                 brelse(bp);
2009                 UFS_LOCK(ump);
2010                 return (0);
2011         }
2012         inosused = cg_inosused(cgp);
2013         if (ipref) {
2014                 ipref %= fs->fs_ipg;
2015                 if (isclr(inosused, ipref))
2016                         goto gotit;
2017         }
2018         start = cgp->cg_irotor / NBBY;
2019         len = howmany(fs->fs_ipg - cgp->cg_irotor, NBBY);
2020         loc = memcchr(&inosused[start], 0xff, len);
2021         if (loc == NULL) {
2022                 len = start + 1;
2023                 start = 0;
2024                 loc = memcchr(&inosused[start], 0xff, len);
2025                 if (loc == NULL) {
2026                         printf("cg = %d, irotor = %ld, fs = %s\n",
2027                             cg, (long)cgp->cg_irotor, fs->fs_fsmnt);
2028                         panic("ffs_nodealloccg: map corrupted");
2029                         /* NOTREACHED */
2030                 }
2031         }
2032         ipref = (loc - inosused) * NBBY + ffs(~*loc) - 1;
2033 gotit:
2034         /*
2035          * Check to see if we need to initialize more inodes.
2036          */
2037         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC &&
2038             ipref + INOPB(fs) > cgp->cg_initediblk &&
2039             cgp->cg_initediblk < cgp->cg_niblk) {
2040                 old_initediblk = cgp->cg_initediblk;
2041
2042                 /*
2043                  * Free the cylinder group lock before writing the
2044                  * initialized inode block.  Entering the
2045                  * babarrierwrite() with the cylinder group lock
2046                  * causes lock order violation between the lock and
2047                  * snaplk.
2048                  *
2049                  * Another thread can decide to initialize the same
2050                  * inode block, but whichever thread first gets the
2051                  * cylinder group lock after writing the newly
2052                  * allocated inode block will update it and the other
2053                  * will realize that it has lost and leave the
2054                  * cylinder group unchanged.
2055                  */
2056                 ibp = getinobuf(ip, cg, old_initediblk, GB_LOCK_NOWAIT);
2057                 brelse(bp);
2058                 if (ibp == NULL) {
2059                         /*
2060                          * The inode block buffer is already owned by
2061                          * another thread, which must initialize it.
2062                          * Wait on the buffer to allow another thread
2063                          * to finish the updates, with dropped cg
2064                          * buffer lock, then retry.
2065                          */
2066                         ibp = getinobuf(ip, cg, old_initediblk, 0);
2067                         brelse(ibp);
2068                         UFS_LOCK(ump);
2069                         goto check_nifree;
2070                 }
2071                 bzero(ibp->b_data, (int)fs->fs_bsize);
2072                 dp2 = (struct ufs2_dinode *)(ibp->b_data);
2073                 for (i = 0; i < INOPB(fs); i++) {
2074                         while (dp2->di_gen == 0)
2075                                 dp2->di_gen = arc4random();
2076                         dp2++;
2077                 }
2078
2079                 /*
2080                  * Rather than adding a soft updates dependency to ensure
2081                  * that the new inode block is written before it is claimed
2082                  * by the cylinder group map, we just do a barrier write
2083                  * here. The barrier write will ensure that the inode block
2084                  * gets written before the updated cylinder group map can be
2085                  * written. The barrier write should only slow down bulk
2086                  * loading of newly created filesystems.
2087                  */
2088                 if (doasyncinodeinit)
2089                         babarrierwrite(ibp);
2090                 else
2091                         bwrite(ibp);
2092
2093                 /*
2094                  * After the inode block is written, try to update the
2095                  * cg initediblk pointer.  If another thread beat us
2096                  * to it, then leave it unchanged as the other thread
2097                  * has already set it correctly.
2098                  */
2099                 error = ffs_getcg(fs, ump->um_devvp, cg, &bp, &cgp);
2100                 UFS_LOCK(ump);
2101                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
2102                 UFS_UNLOCK(ump);
2103                 if (error != 0)
2104                         return (error);
2105                 if (cgp->cg_initediblk == old_initediblk)
2106                         cgp->cg_initediblk += INOPB(fs);
2107                 goto restart;
2108         }
2109         cgp->cg_irotor = ipref;
2110         UFS_LOCK(ump);
2111         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2112         setbit(inosused, ipref);
2113         cgp->cg_cs.cs_nifree--;
2114         fs->fs_cstotal.cs_nifree--;
2115         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree--;
2116         fs->fs_fmod = 1;
2117         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
2118                 cgp->cg_cs.cs_ndir++;
2119                 fs->fs_cstotal.cs_ndir++;
2120                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir++;
2121         }
2122         UFS_UNLOCK(ump);
2123         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
2124                 softdep_setup_inomapdep(bp, ip, cg * fs->fs_ipg + ipref, mode);
2125         bdwrite(bp);
2126         return ((ino_t)(cg * fs->fs_ipg + ipref));
2127 }
2128
2129 /*
2130  * Free a block or fragment.
2131  *
2132  * The specified block or fragment is placed back in the
2133  * free map. If a fragment is deallocated, a possible
2134  * block reassembly is checked.
2135  */
2136 static void
2137 ffs_blkfree_cg(ump, fs, devvp, bno, size, inum, dephd)
2138         struct ufsmount *ump;
2139         struct fs *fs;
2140         struct vnode *devvp;
2141         ufs2_daddr_t bno;
2142         long size;
2143         ino_t inum;
2144         struct workhead *dephd;
2145 {
2146         struct mount *mp;
2147         struct cg *cgp;
2148         struct buf *bp;
2149         ufs1_daddr_t fragno, cgbno;
2150         int i, blk, frags, bbase, error;
2151         u_int cg;
2152         u_int8_t *blksfree;
2153         struct cdev *dev;
2154
2155         cg = dtog(fs, bno);
2156         if (devvp->v_type == VREG) {
2157                 /* devvp is a snapshot */
2158                 MPASS(devvp->v_mount->mnt_data == ump);
2159                 dev = ump->um_devvp->v_rdev;
2160         } else if (devvp->v_type == VCHR) {
2161                 /* devvp is a normal disk device */
2162                 dev = devvp->v_rdev;
2163                 ASSERT_VOP_LOCKED(devvp, "ffs_blkfree_cg");
2164         } else
2165                 return;
2166 #ifdef INVARIANTS
2167         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0 ||
2168             fragnum(fs, bno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag) {
2169                 printf("dev=%s, bno = %jd, bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
2170                     devtoname(dev), (intmax_t)bno, (long)fs->fs_bsize,
2171                     size, fs->fs_fsmnt);
2172                 panic("ffs_blkfree_cg: bad size");
2173         }
2174 #endif
2175         if ((u_int)bno >= fs->fs_size) {
2176                 printf("bad block %jd, ino %lu\n", (intmax_t)bno,
2177                     (u_long)inum);
2178                 ffs_fserr(fs, inum, "bad block");
2179                 return;
2180         }
2181         if ((error = ffs_getcg(fs, devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0)
2182                 return;
2183         cgbno = dtogd(fs, bno);
2184         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2185         UFS_LOCK(ump);
2186         if (size == fs->fs_bsize) {
2187                 fragno = fragstoblks(fs, cgbno);
2188                 if (!ffs_isfreeblock(fs, blksfree, fragno)) {
2189                         if (devvp->v_type == VREG) {
2190                                 UFS_UNLOCK(ump);
2191                                 /* devvp is a snapshot */
2192                                 brelse(bp);
2193                                 return;
2194                         }
2195                         printf("dev = %s, block = %jd, fs = %s\n",
2196                             devtoname(dev), (intmax_t)bno, fs->fs_fsmnt);
2197                         panic("ffs_blkfree_cg: freeing free block");
2198                 }
2199                 ffs_setblock(fs, blksfree, fragno);
2200                 ffs_clusteracct(fs, cgp, fragno, 1);
2201                 cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
2202                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
2203                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
2204         } else {
2205                 bbase = cgbno - fragnum(fs, cgbno);
2206                 /*
2207                  * decrement the counts associated with the old frags
2208                  */
2209                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
2210                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, -1);
2211                 /*
2212                  * deallocate the fragment
2213                  */
2214                 frags = numfrags(fs, size);
2215                 for (i = 0; i < frags; i++) {
2216                         if (isset(blksfree, cgbno + i)) {
2217                                 printf("dev = %s, block = %jd, fs = %s\n",
2218                                     devtoname(dev), (intmax_t)(bno + i),
2219                                     fs->fs_fsmnt);
2220                                 panic("ffs_blkfree_cg: freeing free frag");
2221                         }
2222                         setbit(blksfree, cgbno + i);
2223                 }
2224                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
2225                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
2226                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree += i;
2227                 /*
2228                  * add back in counts associated with the new frags
2229                  */
2230                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
2231                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, 1);
2232                 /*
2233                  * if a complete block has been reassembled, account for it
2234                  */
2235                 fragno = fragstoblks(fs, bbase);
2236                 if (ffs_isblock(fs, blksfree, fragno)) {
2237                         cgp->cg_cs.cs_nffree -= fs->fs_frag;
2238                         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= fs->fs_frag;
2239                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= fs->fs_frag;
2240                         ffs_clusteracct(fs, cgp, fragno, 1);
2241                         cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
2242                         fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
2243                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
2244                 }
2245         }
2246         fs->fs_fmod = 1;
2247         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2248         UFS_UNLOCK(ump);
2249         mp = UFSTOVFS(ump);
2250         if (MOUNTEDSOFTDEP(mp) && devvp->v_type == VCHR)
2251                 softdep_setup_blkfree(UFSTOVFS(ump), bp, bno,
2252                     numfrags(fs, size), dephd);
2253         bdwrite(bp);
2254 }
2255
2256 struct ffs_blkfree_trim_params {
2257         struct task task;
2258         struct ufsmount *ump;
2259         struct vnode *devvp;
2260         ufs2_daddr_t bno;
2261         long size;
2262         ino_t inum;
2263         struct workhead *pdephd;
2264         struct workhead dephd;
2265 };
2266
2267 static void
2268 ffs_blkfree_trim_task(ctx, pending)
2269         void *ctx;
2270         int pending;
2271 {
2272         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2273
2274         tp = ctx;
2275         ffs_blkfree_cg(tp->ump, tp->ump->um_fs, tp->devvp, tp->bno, tp->size,
2276             tp->inum, tp->pdephd);
2277         vn_finished_secondary_write(UFSTOVFS(tp->ump));
2278         atomic_add_int(&tp->ump->um_trim_inflight, -1);
2279         free(tp, M_TEMP);
2280 }
2281
2282 static void
2283 ffs_blkfree_trim_completed(bip)
2284         struct bio *bip;
2285 {
2286         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2287
2288         tp = bip->bio_caller2;
2289         g_destroy_bio(bip);
2290         TASK_INIT(&tp->task, 0, ffs_blkfree_trim_task, tp);
2291         taskqueue_enqueue(tp->ump->um_trim_tq, &tp->task);
2292 }
2293
2294 void
2295 ffs_blkfree(ump, fs, devvp, bno, size, inum, vtype, dephd)
2296         struct ufsmount *ump;
2297         struct fs *fs;
2298         struct vnode *devvp;
2299         ufs2_daddr_t bno;
2300         long size;
2301         ino_t inum;
2302         enum vtype vtype;
2303         struct workhead *dephd;
2304 {
2305         struct mount *mp;
2306         struct bio *bip;
2307         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2308
2309         /*
2310          * Check to see if a snapshot wants to claim the block.
2311          * Check that devvp is a normal disk device, not a snapshot,
2312          * it has a snapshot(s) associated with it, and one of the
2313          * snapshots wants to claim the block.
2314          */
2315         if (devvp->v_type == VCHR &&
2316             (devvp->v_vflag & VV_COPYONWRITE) &&
2317             ffs_snapblkfree(fs, devvp, bno, size, inum, vtype, dephd)) {
2318                 return;
2319         }
2320         /*
2321          * Nothing to delay if TRIM is disabled, or the operation is
2322          * performed on the snapshot.
2323          */
2324         if (!ump->um_candelete || devvp->v_type == VREG) {
2325                 ffs_blkfree_cg(ump, fs, devvp, bno, size, inum, dephd);
2326                 return;
2327         }
2328
2329         /*
2330          * Postpone the set of the free bit in the cg bitmap until the
2331          * BIO_DELETE is completed.  Otherwise, due to disk queue
2332          * reordering, TRIM might be issued after we reuse the block
2333          * and write some new data into it.
2334          */
2335         atomic_add_int(&ump->um_trim_inflight, 1);
2336         tp = malloc(sizeof(struct ffs_blkfree_trim_params), M_TEMP, M_WAITOK);
2337         tp->ump = ump;
2338         tp->devvp = devvp;
2339         tp->bno = bno;
2340         tp->size = size;
2341         tp->inum = inum;
2342         if (dephd != NULL) {
2343                 LIST_INIT(&tp->dephd);
2344                 LIST_SWAP(dephd, &tp->dephd, worklist, wk_list);
2345                 tp->pdephd = &tp->dephd;
2346         } else
2347                 tp->pdephd = NULL;
2348
2349         bip = g_alloc_bio();
2350         bip->bio_cmd = BIO_DELETE;
2351         bip->bio_offset = dbtob(fsbtodb(fs, bno));
2352         bip->bio_done = ffs_blkfree_trim_completed;
2353         bip->bio_length = size;
2354         bip->bio_caller2 = tp;
2355
2356         mp = UFSTOVFS(ump);
2357         vn_start_secondary_write(NULL, &mp, 0);
2358         g_io_request(bip, (struct g_consumer *)devvp->v_bufobj.bo_private);
2359 }
2360
2361 #ifdef INVARIANTS
2362 /*
2363  * Verify allocation of a block or fragment. Returns true if block or
2364  * fragment is allocated, false if it is free.
2365  */
2366 static int
2367 ffs_checkblk(ip, bno, size)
2368         struct inode *ip;
2369         ufs2_daddr_t bno;
2370         long size;
2371 {
2372         struct fs *fs;
2373         struct cg *cgp;
2374         struct buf *bp;
2375         ufs1_daddr_t cgbno;
2376         int i, error, frags, free;
2377         u_int8_t *blksfree;
2378
2379         fs = ITOFS(ip);
2380         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
2381                 printf("bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
2382                     (long)fs->fs_bsize, size, fs->fs_fsmnt);
2383                 panic("ffs_checkblk: bad size");
2384         }
2385         if ((u_int)bno >= fs->fs_size)
2386                 panic("ffs_checkblk: bad block %jd", (intmax_t)bno);
2387         error = ffs_getcg(fs, ITODEVVP(ip), dtog(fs, bno), &bp, &cgp);
2388         if (error)
2389                 panic("ffs_checkblk: cylinder group read failed");
2390         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2391         cgbno = dtogd(fs, bno);
2392         if (size == fs->fs_bsize) {
2393                 free = ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, cgbno));
2394         } else {
2395                 frags = numfrags(fs, size);
2396                 for (free = 0, i = 0; i < frags; i++)
2397                         if (isset(blksfree, cgbno + i))
2398                                 free++;
2399                 if (free != 0 && free != frags)
2400                         panic("ffs_checkblk: partially free fragment");
2401         }
2402         brelse(bp);
2403         return (!free);
2404 }
2405 #endif /* INVARIANTS */
2406
2407 /*
2408  * Free an inode.
2409  */
2410 int
2411 ffs_vfree(pvp, ino, mode)
2412         struct vnode *pvp;
2413         ino_t ino;
2414         int mode;
2415 {
2416         struct ufsmount *ump;
2417         struct inode *ip;
2418
2419         if (DOINGSOFTDEP(pvp)) {
2420                 softdep_freefile(pvp, ino, mode);
2421                 return (0);
2422         }
2423         ip = VTOI(pvp);
2424         ump = VFSTOUFS(pvp->v_mount);
2425         return (ffs_freefile(ump, ump->um_fs, ump->um_devvp, ino, mode, NULL));
2426 }
2427
2428 /*
2429  * Do the actual free operation.
2430  * The specified inode is placed back in the free map.
2431  */
2432 int
2433 ffs_freefile(ump, fs, devvp, ino, mode, wkhd)
2434         struct ufsmount *ump;
2435         struct fs *fs;
2436         struct vnode *devvp;
2437         ino_t ino;
2438         int mode;
2439         struct workhead *wkhd;
2440 {
2441         struct cg *cgp;
2442         struct buf *bp;
2443         ufs2_daddr_t cgbno;
2444         int error;
2445         u_int cg;
2446         u_int8_t *inosused;
2447         struct cdev *dev;
2448
2449         cg = ino_to_cg(fs, ino);
2450         if (devvp->v_type == VREG) {
2451                 /* devvp is a snapshot */
2452                 MPASS(devvp->v_mount->mnt_data == ump);
2453                 dev = ump->um_devvp->v_rdev;
2454                 cgbno = fragstoblks(fs, cgtod(fs, cg));
2455         } else if (devvp->v_type == VCHR) {
2456                 /* devvp is a normal disk device */
2457                 dev = devvp->v_rdev;
2458                 cgbno = fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg));
2459         } else {
2460                 bp = NULL;
2461                 return (0);
2462         }
2463         if (ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
2464                 panic("ffs_freefile: range: dev = %s, ino = %ju, fs = %s",
2465                     devtoname(dev), (uintmax_t)ino, fs->fs_fsmnt);
2466         if ((error = ffs_getcg(fs, devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0)
2467                 return (error);
2468         inosused = cg_inosused(cgp);
2469         ino %= fs->fs_ipg;
2470         if (isclr(inosused, ino)) {
2471                 printf("dev = %s, ino = %ju, fs = %s\n", devtoname(dev),
2472                     (uintmax_t)(ino + cg * fs->fs_ipg), fs->fs_fsmnt);
2473                 if (fs->fs_ronly == 0)
2474                         panic("ffs_freefile: freeing free inode");
2475         }
2476         clrbit(inosused, ino);
2477         if (ino < cgp->cg_irotor)
2478                 cgp->cg_irotor = ino;
2479         cgp->cg_cs.cs_nifree++;
2480         UFS_LOCK(ump);
2481         fs->fs_cstotal.cs_nifree++;
2482         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree++;
2483         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
2484                 cgp->cg_cs.cs_ndir--;
2485                 fs->fs_cstotal.cs_ndir--;
2486                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir--;
2487         }
2488         fs->fs_fmod = 1;
2489         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2490         UFS_UNLOCK(ump);
2491         if (MOUNTEDSOFTDEP(UFSTOVFS(ump)) && devvp->v_type == VCHR)
2492                 softdep_setup_inofree(UFSTOVFS(ump), bp,
2493                     ino + cg * fs->fs_ipg, wkhd);
2494         bdwrite(bp);
2495         return (0);
2496 }
2497
2498 /*
2499  * Check to see if a file is free.
2500  * Used to check for allocated files in snapshots.
2501  */
2502 int
2503 ffs_checkfreefile(fs, devvp, ino)
2504         struct fs *fs;
2505         struct vnode *devvp;
2506         ino_t ino;
2507 {
2508         struct cg *cgp;
2509         struct buf *bp;
2510         ufs2_daddr_t cgbno;
2511         int ret, error;
2512         u_int cg;
2513         u_int8_t *inosused;
2514
2515         cg = ino_to_cg(fs, ino);
2516         if (devvp->v_type == VREG) {
2517                 /* devvp is a snapshot */
2518                 cgbno = fragstoblks(fs, cgtod(fs, cg));
2519         } else if (devvp->v_type == VCHR) {
2520                 /* devvp is a normal disk device */
2521                 cgbno = fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg));
2522         } else {
2523                 return (1);
2524         }
2525         if (ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
2526                 return (1);
2527         if ((error = ffs_getcg(fs, devvp, cg, &bp, &cgp)) != 0)
2528                 return (1);
2529         inosused = cg_inosused(cgp);
2530         ino %= fs->fs_ipg;
2531         ret = isclr(inosused, ino);
2532         brelse(bp);
2533         return (ret);
2534 }
2535
2536 /*
2537  * Find a block of the specified size in the specified cylinder group.
2538  *
2539  * It is a panic if a request is made to find a block if none are
2540  * available.
2541  */
2542 static ufs1_daddr_t
2543 ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz)
2544         struct fs *fs;
2545         struct cg *cgp;
2546         ufs2_daddr_t bpref;
2547         int allocsiz;
2548 {
2549         ufs1_daddr_t bno;
2550         int start, len, loc, i;
2551         int blk, field, subfield, pos;
2552         u_int8_t *blksfree;
2553
2554         /*
2555          * find the fragment by searching through the free block
2556          * map for an appropriate bit pattern
2557          */
2558         if (bpref)
2559                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
2560         else
2561                 start = cgp->cg_frotor / NBBY;
2562         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2563         len = howmany(fs->fs_fpg, NBBY) - start;
2564         loc = scanc((u_int)len, (u_char *)&blksfree[start],
2565                 fragtbl[fs->fs_frag],
2566                 (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
2567         if (loc == 0) {
2568                 len = start + 1;
2569                 start = 0;
2570                 loc = scanc((u_int)len, (u_char *)&blksfree[0],
2571                         fragtbl[fs->fs_frag],
2572                         (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
2573                 if (loc == 0) {
2574                         printf("start = %d, len = %d, fs = %s\n",
2575                             start, len, fs->fs_fsmnt);
2576                         panic("ffs_alloccg: map corrupted");
2577                         /* NOTREACHED */
2578                 }
2579         }
2580         bno = (start + len - loc) * NBBY;
2581         cgp->cg_frotor = bno;
2582         /*
2583          * found the byte in the map
2584          * sift through the bits to find the selected frag
2585          */
2586         for (i = bno + NBBY; bno < i; bno += fs->fs_frag) {
2587                 blk = blkmap(fs, blksfree, bno);
2588                 blk <<= 1;
2589                 field = around[allocsiz];
2590                 subfield = inside[allocsiz];
2591                 for (pos = 0; pos <= fs->fs_frag - allocsiz; pos++) {
2592                         if ((blk & field) == subfield)
2593                                 return (bno + pos);
2594                         field <<= 1;
2595                         subfield <<= 1;
2596                 }
2597         }
2598         printf("bno = %lu, fs = %s\n", (u_long)bno, fs->fs_fsmnt);
2599         panic("ffs_alloccg: block not in map");
2600         return (-1);
2601 }
2602
2603 static const struct statfs *
2604 ffs_getmntstat(struct vnode *devvp)
2605 {
2606
2607         if (devvp->v_type == VCHR)
2608                 return (&devvp->v_rdev->si_mountpt->mnt_stat);
2609         return (ffs_getmntstat(VFSTOUFS(devvp->v_mount)->um_devvp));
2610 }
2611
2612 /*
2613  * Fetch and verify a cylinder group.
2614  */
2615 int
2616 ffs_getcg(fs, devvp, cg, bpp, cgpp)
2617         struct fs *fs;
2618         struct vnode *devvp;
2619         u_int cg;
2620         struct buf **bpp;
2621         struct cg **cgpp;
2622 {
2623         struct buf *bp;
2624         struct cg *cgp;
2625         const struct statfs *sfs;
2626         int flags, error;
2627
2628         *bpp = NULL;
2629         *cgpp = NULL;
2630         flags = 0;
2631         if ((fs->fs_metackhash & CK_CYLGRP) != 0)
2632                 flags |= GB_CKHASH;
2633         error = breadn_flags(devvp, devvp->v_type == VREG ?
2634             fragstoblks(fs, cgtod(fs, cg)) : fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
2635             (int)fs->fs_cgsize, NULL, NULL, 0, NOCRED, flags,
2636             ffs_ckhash_cg, &bp);
2637         if (error != 0)
2638                 return (error);
2639         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2640         if (((fs->fs_metackhash & CK_CYLGRP) != 0 &&
2641             (bp->b_flags & B_CKHASH) != 0 &&
2642             cgp->cg_ckhash != bp->b_ckhash) ||
2643             !cg_chkmagic(cgp) || cgp->cg_cgx != cg) {
2644                 sfs = ffs_getmntstat(devvp);
2645                 printf("UFS %s%s (%s) cylinder checksum failed: cg %u, cgp: "
2646                     "0x%x != bp: 0x%jx\n",
2647                     devvp->v_type == VCHR ? "" : "snapshot of ",
2648                     sfs->f_mntfromname, sfs->f_mntonname,
2649                     cg, cgp->cg_ckhash, (uintmax_t)bp->b_ckhash);
2650                 bp->b_flags &= ~B_CKHASH;
2651                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
2652                 brelse(bp);
2653                 return (EIO);
2654         }
2655         bp->b_flags &= ~B_CKHASH;
2656         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
2657         if ((fs->fs_metackhash & CK_CYLGRP) != 0)
2658                 bp->b_xflags |= BX_CYLGRP;
2659         cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
2660         *bpp = bp;
2661         *cgpp = cgp;
2662         return (0);
2663 }
2664
2665 static void
2666 ffs_ckhash_cg(bp)
2667         struct buf *bp;
2668 {
2669         uint32_t ckhash;
2670         struct cg *cgp;
2671
2672         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2673         ckhash = cgp->cg_ckhash;
2674         cgp->cg_ckhash = 0;
2675         bp->b_ckhash = calculate_crc32c(~0L, bp->b_data, bp->b_bcount);
2676         cgp->cg_ckhash = ckhash;
2677 }
2678
2679 /*
2680  * Fserr prints the name of a filesystem with an error diagnostic.
2681  *
2682  * The form of the error message is:
2683  *      fs: error message
2684  */
2685 void
2686 ffs_fserr(fs, inum, cp)
2687         struct fs *fs;
2688         ino_t inum;
2689         char *cp;
2690 {
2691         struct thread *td = curthread;  /* XXX */
2692         struct proc *p = td->td_proc;
2693
2694         log(LOG_ERR, "pid %d (%s), uid %d inumber %ju on %s: %s\n",
2695             p->p_pid, p->p_comm, td->td_ucred->cr_uid, (uintmax_t)inum,
2696             fs->fs_fsmnt, cp);
2697 }
2698
2699 /*
2700  * This function provides the capability for the fsck program to
2701  * update an active filesystem. Fourteen operations are provided:
2702  *
2703  * adjrefcnt(inode, amt) - adjusts the reference count on the
2704  *      specified inode by the specified amount. Under normal
2705  *      operation the count should always go down. Decrementing
2706  *      the count to zero will cause the inode to be freed.
2707  * adjblkcnt(inode, amt) - adjust the number of blocks used by the
2708  *      inode by the specified amount.
2709  * adjndir, adjbfree, adjifree, adjffree, adjnumclusters(amt) -
2710  *      adjust the superblock summary.
2711  * freedirs(inode, count) - directory inodes [inode..inode + count - 1]
2712  *      are marked as free. Inodes should never have to be marked
2713  *      as in use.
2714  * freefiles(inode, count) - file inodes [inode..inode + count - 1]
2715  *      are marked as free. Inodes should never have to be marked
2716  *      as in use.
2717  * freeblks(blockno, size) - blocks [blockno..blockno + size - 1]
2718  *      are marked as free. Blocks should never have to be marked
2719  *      as in use.
2720  * setflags(flags, set/clear) - the fs_flags field has the specified
2721  *      flags set (second parameter +1) or cleared (second parameter -1).
2722  * setcwd(dirinode) - set the current directory to dirinode in the
2723  *      filesystem associated with the snapshot.
2724  * setdotdot(oldvalue, newvalue) - Verify that the inode number for ".."
2725  *      in the current directory is oldvalue then change it to newvalue.
2726  * unlink(nameptr, oldvalue) - Verify that the inode number associated
2727  *      with nameptr in the current directory is oldvalue then unlink it.
2728  *
2729  * The following functions may only be used on a quiescent filesystem
2730  * by the soft updates journal. They are not safe to be run on an active
2731  * filesystem.
2732  *
2733  * setinode(inode, dip) - the specified disk inode is replaced with the
2734  *      contents pointed to by dip.
2735  * setbufoutput(fd, flags) - output associated with the specified file
2736  *      descriptor (which must reference the character device supporting
2737  *      the filesystem) switches from using physio to running through the
2738  *      buffer cache when flags is set to 1. The descriptor reverts to
2739  *      physio for output when flags is set to zero.
2740  */
2741
2742 static int sysctl_ffs_fsck(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
2743
2744 SYSCTL_PROC(_vfs_ffs, FFS_ADJ_REFCNT, adjrefcnt, CTLFLAG_WR|CTLTYPE_STRUCT,
2745         0, 0, sysctl_ffs_fsck, "S,fsck", "Adjust Inode Reference Count");
2746
2747 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_BLKCNT, adjblkcnt, CTLFLAG_WR,
2748         sysctl_ffs_fsck, "Adjust Inode Used Blocks Count");
2749
2750 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NDIR, adjndir, CTLFLAG_WR,
2751         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of directories");
2752
2753 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NBFREE, adjnbfree, CTLFLAG_WR,
2754         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free blocks");
2755
2756 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NIFREE, adjnifree, CTLFLAG_WR,
2757         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free inodes");
2758
2759 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NFFREE, adjnffree, CTLFLAG_WR,
2760         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free frags");
2761
2762 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NUMCLUSTERS, adjnumclusters, CTLFLAG_WR,
2763         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free clusters");
2764
2765 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_DIR_FREE, freedirs, CTLFLAG_WR,
2766         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of Directory Inodes");
2767
2768 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_FILE_FREE, freefiles, CTLFLAG_WR,
2769         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of File Inodes");
2770
2771 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_BLK_FREE, freeblks, CTLFLAG_WR,
2772         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of Blocks");
2773
2774 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_FLAGS, setflags, CTLFLAG_WR,
2775         sysctl_ffs_fsck, "Change Filesystem Flags");
2776
2777 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_CWD, setcwd, CTLFLAG_WR,
2778         sysctl_ffs_fsck, "Set Current Working Directory");
2779
2780 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_DOTDOT, setdotdot, CTLFLAG_WR,
2781         sysctl_ffs_fsck, "Change Value of .. Entry");
2782
2783 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_UNLINK, unlink, CTLFLAG_WR,
2784         sysctl_ffs_fsck, "Unlink a Duplicate Name");
2785
2786 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_INODE, setinode, CTLFLAG_WR,
2787         sysctl_ffs_fsck, "Update an On-Disk Inode");
2788
2789 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_BUFOUTPUT, setbufoutput, CTLFLAG_WR,
2790         sysctl_ffs_fsck, "Set Buffered Writing for Descriptor");
2791
2792 #define DEBUG 1
2793 #ifdef DEBUG
2794 static int fsckcmds = 0;
2795 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, fsckcmds, CTLFLAG_RW, &fsckcmds, 0, "");
2796 #endif /* DEBUG */
2797
2798 static int buffered_write(struct file *, struct uio *, struct ucred *,
2799         int, struct thread *);
2800
2801 static int
2802 sysctl_ffs_fsck(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2803 {
2804         struct thread *td = curthread;
2805         struct fsck_cmd cmd;
2806         struct ufsmount *ump;
2807         struct vnode *vp, *dvp, *fdvp;
2808         struct inode *ip, *dp;
2809         struct mount *mp;
2810         struct fs *fs;
2811         ufs2_daddr_t blkno;
2812         long blkcnt, blksize;
2813         struct file *fp, *vfp;
2814         cap_rights_t rights;
2815         int filetype, error;
2816         static struct fileops *origops, bufferedops;
2817
2818         if (req->newlen > sizeof cmd)
2819                 return (EBADRPC);
2820         if ((error = SYSCTL_IN(req, &cmd, sizeof cmd)) != 0)
2821                 return (error);
2822         if (cmd.version != FFS_CMD_VERSION)
2823                 return (ERPCMISMATCH);
2824         if ((error = getvnode(td, cmd.handle,
2825             cap_rights_init(&rights, CAP_FSCK), &fp)) != 0)
2826                 return (error);
2827         vp = fp->f_data;
2828         if (vp->v_type != VREG && vp->v_type != VDIR) {
2829                 fdrop(fp, td);
2830                 return (EINVAL);
2831         }
2832         vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
2833         if (mp == NULL ||
2834             strncmp(mp->mnt_stat.f_fstypename, "ufs", MFSNAMELEN)) {
2835                 vn_finished_write(mp);
2836                 fdrop(fp, td);
2837                 return (EINVAL);
2838         }
2839         ump = VFSTOUFS(mp);
2840         if ((mp->mnt_flag & MNT_RDONLY) &&
2841             ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
2842                 vn_finished_write(mp);
2843                 fdrop(fp, td);
2844                 return (EROFS);
2845         }
2846         fs = ump->um_fs;
2847         filetype = IFREG;
2848
2849         switch (oidp->oid_number) {
2850
2851         case FFS_SET_FLAGS:
2852 #ifdef DEBUG
2853                 if (fsckcmds)
2854                         printf("%s: %s flags\n", mp->mnt_stat.f_mntonname,
2855                             cmd.size > 0 ? "set" : "clear");
2856 #endif /* DEBUG */
2857                 if (cmd.size > 0)
2858                         fs->fs_flags |= (long)cmd.value;
2859                 else
2860                         fs->fs_flags &= ~(long)cmd.value;
2861                 break;
2862
2863         case FFS_ADJ_REFCNT:
2864 #ifdef DEBUG
2865                 if (fsckcmds) {
2866                         printf("%s: adjust inode %jd link count by %jd\n",
2867                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
2868                             (intmax_t)cmd.size);
2869                 }
2870 #endif /* DEBUG */
2871                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
2872                         break;
2873                 ip = VTOI(vp);
2874                 ip->i_nlink += cmd.size;
2875                 DIP_SET(ip, i_nlink, ip->i_nlink);
2876                 ip->i_effnlink += cmd.size;
2877                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
2878                 error = ffs_update(vp, 1);
2879                 if (DOINGSOFTDEP(vp))
2880                         softdep_change_linkcnt(ip);
2881                 vput(vp);
2882                 break;
2883
2884         case FFS_ADJ_BLKCNT:
2885 #ifdef DEBUG
2886                 if (fsckcmds) {
2887                         printf("%s: adjust inode %jd block count by %jd\n",
2888                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
2889                             (intmax_t)cmd.size);
2890                 }
2891 #endif /* DEBUG */
2892                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
2893                         break;
2894                 ip = VTOI(vp);
2895                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + cmd.size);
2896                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
2897                 error = ffs_update(vp, 1);
2898                 vput(vp);
2899                 break;
2900
2901         case FFS_DIR_FREE:
2902                 filetype = IFDIR;
2903                 /* fall through */
2904
2905         case FFS_FILE_FREE:
2906 #ifdef DEBUG
2907                 if (fsckcmds) {
2908                         if (cmd.size == 1)
2909                                 printf("%s: free %s inode %ju\n",
2910                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
2911                                     filetype == IFDIR ? "directory" : "file",
2912                                     (uintmax_t)cmd.value);
2913                         else
2914                                 printf("%s: free %s inodes %ju-%ju\n",
2915                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
2916                                     filetype == IFDIR ? "directory" : "file",
2917                                     (uintmax_t)cmd.value,
2918                                     (uintmax_t)(cmd.value + cmd.size - 1));
2919                 }
2920 #endif /* DEBUG */
2921                 while (cmd.size > 0) {
2922                         if ((error = ffs_freefile(ump, fs, ump->um_devvp,
2923                             cmd.value, filetype, NULL)))
2924                                 break;
2925                         cmd.size -= 1;
2926                         cmd.value += 1;
2927                 }
2928                 break;
2929
2930         case FFS_BLK_FREE:
2931 #ifdef DEBUG
2932                 if (fsckcmds) {
2933                         if (cmd.size == 1)
2934                                 printf("%s: free block %jd\n",
2935                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
2936                                     (intmax_t)cmd.value);
2937                         else
2938                                 printf("%s: free blocks %jd-%jd\n",
2939                                     mp->mnt_stat.f_mntonname, 
2940                                     (intmax_t)cmd.value,
2941                                     (intmax_t)cmd.value + cmd.size - 1);
2942                 }
2943 #endif /* DEBUG */
2944                 blkno = cmd.value;
2945                 blkcnt = cmd.size;
2946                 blksize = fs->fs_frag - (blkno % fs->fs_frag);
2947                 while (blkcnt > 0) {
2948                         if (blksize > blkcnt)
2949                                 blksize = blkcnt;
2950                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp, blkno,
2951                             blksize * fs->fs_fsize, UFS_ROOTINO, VDIR, NULL);
2952                         blkno += blksize;
2953                         blkcnt -= blksize;
2954                         blksize = fs->fs_frag;
2955                 }
2956                 break;
2957
2958         /*
2959          * Adjust superblock summaries.  fsck(8) is expected to
2960          * submit deltas when necessary.
2961          */
2962         case FFS_ADJ_NDIR:
2963 #ifdef DEBUG
2964                 if (fsckcmds) {
2965                         printf("%s: adjust number of directories by %jd\n",
2966                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2967                 }
2968 #endif /* DEBUG */
2969                 fs->fs_cstotal.cs_ndir += cmd.value;
2970                 break;
2971
2972         case FFS_ADJ_NBFREE:
2973 #ifdef DEBUG
2974                 if (fsckcmds) {
2975                         printf("%s: adjust number of free blocks by %+jd\n",
2976                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2977                 }
2978 #endif /* DEBUG */
2979                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree += cmd.value;
2980                 break;
2981
2982         case FFS_ADJ_NIFREE:
2983 #ifdef DEBUG
2984                 if (fsckcmds) {
2985                         printf("%s: adjust number of free inodes by %+jd\n",
2986                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2987                 }
2988 #endif /* DEBUG */
2989                 fs->fs_cstotal.cs_nifree += cmd.value;
2990                 break;
2991
2992         case FFS_ADJ_NFFREE:
2993 #ifdef DEBUG
2994                 if (fsckcmds) {
2995                         printf("%s: adjust number of free frags by %+jd\n",
2996                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2997                 }
2998 #endif /* DEBUG */
2999                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += cmd.value;
3000                 break;
3001
3002         case FFS_ADJ_NUMCLUSTERS:
3003 #ifdef DEBUG
3004                 if (fsckcmds) {
3005                         printf("%s: adjust number of free clusters by %+jd\n",
3006                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3007                 }
3008 #endif /* DEBUG */
3009                 fs->fs_cstotal.cs_numclusters += cmd.value;
3010                 break;
3011
3012         case FFS_SET_CWD:
3013 #ifdef DEBUG
3014                 if (fsckcmds) {
3015                         printf("%s: set current directory to inode %jd\n",
3016                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3017                 }
3018 #endif /* DEBUG */
3019                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_SHARED, &vp)))
3020                         break;
3021                 AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
3022                 if ((error = change_dir(vp, td)) != 0) {
3023                         vput(vp);
3024                         break;
3025                 }
3026                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
3027                 pwd_chdir(td, vp);
3028                 break;
3029
3030         case FFS_SET_DOTDOT:
3031 #ifdef DEBUG
3032                 if (fsckcmds) {
3033                         printf("%s: change .. in cwd from %jd to %jd\n",
3034                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
3035                             (intmax_t)cmd.size);
3036                 }
3037 #endif /* DEBUG */
3038                 /*
3039                  * First we have to get and lock the parent directory
3040                  * to which ".." points.
3041                  */
3042                 error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &fdvp);
3043                 if (error)
3044                         break;
3045                 /*
3046                  * Now we get and lock the child directory containing "..".
3047                  */
3048                 FILEDESC_SLOCK(td->td_proc->p_fd);
3049                 dvp = td->td_proc->p_fd->fd_cdir;
3050                 FILEDESC_SUNLOCK(td->td_proc->p_fd);
3051                 if ((error = vget(dvp, LK_EXCLUSIVE, td)) != 0) {
3052                         vput(fdvp);
3053                         break;
3054                 }
3055                 dp = VTOI(dvp);
3056                 dp->i_offset = 12;      /* XXX mastertemplate.dot_reclen */
3057                 error = ufs_dirrewrite(dp, VTOI(fdvp), (ino_t)cmd.size,
3058                     DT_DIR, 0);
3059                 cache_purge(fdvp);
3060                 cache_purge(dvp);
3061                 vput(dvp);
3062                 vput(fdvp);
3063                 break;
3064
3065         case FFS_UNLINK:
3066 #ifdef DEBUG
3067                 if (fsckcmds) {
3068                         char buf[32];
3069
3070                         if (copyinstr((char *)(intptr_t)cmd.value, buf,32,NULL))
3071                                 strncpy(buf, "Name_too_long", 32);
3072                         printf("%s: unlink %s (inode %jd)\n",
3073                             mp->mnt_stat.f_mntonname, buf, (intmax_t)cmd.size);
3074                 }
3075 #endif /* DEBUG */
3076                 /*
3077                  * kern_unlinkat will do its own start/finish writes and
3078                  * they do not nest, so drop ours here. Setting mp == NULL
3079                  * indicates that vn_finished_write is not needed down below.
3080                  */
3081                 vn_finished_write(mp);
3082                 mp = NULL;
3083                 error = kern_unlinkat(td, AT_FDCWD, (char *)(intptr_t)cmd.value,
3084                     UIO_USERSPACE, (ino_t)cmd.size);
3085                 break;
3086
3087         case FFS_SET_INODE:
3088                 if (ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
3089                         error = EPERM;
3090                         break;
3091                 }
3092 #ifdef DEBUG
3093                 if (fsckcmds) {
3094                         printf("%s: update inode %jd\n",
3095                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3096                 }
3097 #endif /* DEBUG */
3098                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3099                         break;
3100                 AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
3101                 ip = VTOI(vp);
3102                 if (I_IS_UFS1(ip))
3103                         error = copyin((void *)(intptr_t)cmd.size, ip->i_din1,
3104                             sizeof(struct ufs1_dinode));
3105                 else
3106                         error = copyin((void *)(intptr_t)cmd.size, ip->i_din2,
3107                             sizeof(struct ufs2_dinode));
3108                 if (error) {
3109                         vput(vp);
3110                         break;
3111                 }
3112                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
3113                 error = ffs_update(vp, 1);
3114                 vput(vp);
3115                 break;
3116
3117         case FFS_SET_BUFOUTPUT:
3118                 if (ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
3119                         error = EPERM;
3120                         break;
3121                 }
3122                 if (ITOUMP(VTOI(vp)) != ump) {
3123                         error = EINVAL;
3124                         break;
3125                 }
3126 #ifdef DEBUG
3127                 if (fsckcmds) {
3128                         printf("%s: %s buffered output for descriptor %jd\n",
3129                             mp->mnt_stat.f_mntonname,
3130                             cmd.size == 1 ? "enable" : "disable",
3131                             (intmax_t)cmd.value);
3132                 }
3133 #endif /* DEBUG */
3134                 if ((error = getvnode(td, cmd.value,
3135                     cap_rights_init(&rights, CAP_FSCK), &vfp)) != 0)
3136                         break;
3137                 if (vfp->f_vnode->v_type != VCHR) {
3138                         fdrop(vfp, td);
3139                         error = EINVAL;
3140                         break;
3141                 }
3142                 if (origops == NULL) {
3143                         origops = vfp->f_ops;
3144                         bcopy((void *)origops, (void *)&bufferedops,
3145                             sizeof(bufferedops));
3146                         bufferedops.fo_write = buffered_write;
3147                 }
3148                 if (cmd.size == 1)
3149                         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&vfp->f_ops,
3150                             (uintptr_t)&bufferedops);
3151                 else
3152                         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&vfp->f_ops,
3153                             (uintptr_t)origops);
3154                 fdrop(vfp, td);
3155                 break;
3156
3157         default:
3158 #ifdef DEBUG
3159                 if (fsckcmds) {
3160                         printf("Invalid request %d from fsck\n",
3161                             oidp->oid_number);
3162                 }
3163 #endif /* DEBUG */
3164                 error = EINVAL;
3165                 break;
3166
3167         }
3168         fdrop(fp, td);
3169         vn_finished_write(mp);
3170         return (error);
3171 }
3172
3173 /*
3174  * Function to switch a descriptor to use the buffer cache to stage
3175  * its I/O. This is needed so that writes to the filesystem device
3176  * will give snapshots a chance to copy modified blocks for which it
3177  * needs to retain copies.
3178  */
3179 static int
3180 buffered_write(fp, uio, active_cred, flags, td)
3181         struct file *fp;
3182         struct uio *uio;
3183         struct ucred *active_cred;
3184         int flags;
3185         struct thread *td;
3186 {
3187         struct vnode *devvp, *vp;
3188         struct inode *ip;
3189         struct buf *bp;
3190         struct fs *fs;
3191         struct filedesc *fdp;
3192         int error;
3193         daddr_t lbn;
3194
3195         /*
3196          * The devvp is associated with the /dev filesystem. To discover
3197          * the filesystem with which the device is associated, we depend
3198          * on the application setting the current directory to a location
3199          * within the filesystem being written. Yes, this is an ugly hack.
3200          */
3201         devvp = fp->f_vnode;
3202         if (!vn_isdisk(devvp, NULL))
3203                 return (EINVAL);
3204         fdp = td->td_proc->p_fd;
3205         FILEDESC_SLOCK(fdp);
3206         vp = fdp->fd_cdir;
3207         vref(vp);
3208         FILEDESC_SUNLOCK(fdp);
3209         vn_lock(vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
3210         /*
3211          * Check that the current directory vnode indeed belongs to
3212          * UFS before trying to dereference UFS-specific v_data fields.
3213          */
3214         if (vp->v_op != &ffs_vnodeops1 && vp->v_op != &ffs_vnodeops2) {
3215                 vput(vp);
3216                 return (EINVAL);
3217         }
3218         ip = VTOI(vp);
3219         if (ITODEVVP(ip) != devvp) {
3220                 vput(vp);
3221                 return (EINVAL);
3222         }
3223         fs = ITOFS(ip);
3224         vput(vp);
3225         foffset_lock_uio(fp, uio, flags);
3226         vn_lock(devvp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
3227 #ifdef DEBUG
3228         if (fsckcmds) {
3229                 printf("%s: buffered write for block %jd\n",
3230                     fs->fs_fsmnt, (intmax_t)btodb(uio->uio_offset));
3231         }
3232 #endif /* DEBUG */
3233         /*
3234          * All I/O must be contained within a filesystem block, start on
3235          * a fragment boundary, and be a multiple of fragments in length.
3236          */
3237         if (uio->uio_resid > fs->fs_bsize - (uio->uio_offset % fs->fs_bsize) ||
3238             fragoff(fs, uio->uio_offset) != 0 ||
3239             fragoff(fs, uio->uio_resid) != 0) {
3240                 error = EINVAL;
3241                 goto out;
3242         }
3243         lbn = numfrags(fs, uio->uio_offset);
3244         bp = getblk(devvp, lbn, uio->uio_resid, 0, 0, 0);
3245         bp->b_flags |= B_RELBUF;
3246         if ((error = uiomove((char *)bp->b_data, uio->uio_resid, uio)) != 0) {
3247                 brelse(bp);
3248                 goto out;
3249         }
3250         error = bwrite(bp);
3251 out:
3252         VOP_UNLOCK(devvp, 0);
3253         foffset_unlock_uio(fp, uio, flags | FOF_NEXTOFF);
3254         return (error);
3255 }