sys/ufs/ffs/fs.h

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1982, 1986, 1993
   5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  16  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  17  *    without specific prior written permission.
  18  *
  19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  29  * SUCH DAMAGE.
  30  *
  31  *      @(#)fs.h        8.13 (Berkeley) 3/21/95
  32  * $FreeBSD$
  33  */
  34
  35 #ifndef _UFS_FFS_FS_H_
  36 #define _UFS_FFS_FS_H_
  37
  38 #include <sys/mount.h>
  39 #include <ufs/ufs/dinode.h>
  40
  41 /*
  42  * Each disk drive contains some number of filesystems.
  43  * A filesystem consists of a number of cylinder groups.
  44  * Each cylinder group has inodes and data.
  45  *
  46  * A filesystem is described by its super-block, which in turn
  47  * describes the cylinder groups.  The super-block is critical
  48  * data and is replicated in each cylinder group to protect against
  49  * catastrophic loss.  This is done at `newfs' time and the critical
  50  * super-block data does not change, so the copies need not be
  51  * referenced further unless disaster strikes.
  52  *
  53  * For filesystem fs, the offsets of the various blocks of interest
  54  * are given in the super block as:
  55  *      [fs->fs_sblkno]         Super-block
  56  *      [fs->fs_cblkno]         Cylinder group block
  57  *      [fs->fs_iblkno]         Inode blocks
  58  *      [fs->fs_dblkno]         Data blocks
  59  * The beginning of cylinder group cg in fs, is given by
  60  * the ``cgbase(fs, cg)'' macro.
  61  *
  62  * Depending on the architecture and the media, the superblock may
  63  * reside in any one of four places. For tiny media where every block
  64  * counts, it is placed at the very front of the partition. Historically,
  65  * UFS1 placed it 8K from the front to leave room for the disk label and
  66  * a small bootstrap. For UFS2 it got moved to 64K from the front to leave
  67  * room for the disk label and a bigger bootstrap, and for really piggy
  68  * systems we check at 256K from the front if the first three fail. In
  69  * all cases the size of the superblock will be SBLOCKSIZE. All values are
  70  * given in byte-offset form, so they do not imply a sector size. The
  71  * SBLOCKSEARCH specifies the order in which the locations should be searched.
  72  */
  73 #define SBLOCK_FLOPPY        0
  74 #define SBLOCK_UFS1       8192
  75 #define SBLOCK_UFS2      65536
  76 #define SBLOCK_PIGGY    262144
  77 #define SBLOCKSIZE        8192
  78 #define SBLOCKSEARCH \
  79         { SBLOCK_UFS2, SBLOCK_UFS1, SBLOCK_FLOPPY, SBLOCK_PIGGY, -1 }
  80
  81 /*
  82  * Max number of fragments per block. This value is NOT tweakable.
  83  */
  84 #define MAXFRAG         8
  85
  86 /*
  87  * Addresses stored in inodes are capable of addressing fragments
  88  * of `blocks'. File system blocks of at most size MAXBSIZE can
  89  * be optionally broken into 2, 4, or 8 pieces, each of which is
  90  * addressable; these pieces may be DEV_BSIZE, or some multiple of
  91  * a DEV_BSIZE unit.
  92  *
  93  * Large files consist of exclusively large data blocks.  To avoid
  94  * undue wasted disk space, the last data block of a small file may be
  95  * allocated as only as many fragments of a large block as are
  96  * necessary.  The filesystem format retains only a single pointer
  97  * to such a fragment, which is a piece of a single large block that
  98  * has been divided.  The size of such a fragment is determinable from
  99  * information in the inode, using the ``blksize(fs, ip, lbn)'' macro.
 100  *
 101  * The filesystem records space availability at the fragment level;
 102  * to determine block availability, aligned fragments are examined.
 103  */
 104
 105 /*
 106  * MINBSIZE is the smallest allowable block size.
 107  * In order to insure that it is possible to create files of size
 108  * 2^32 with only two levels of indirection, MINBSIZE is set to 4096.
 109  * MINBSIZE must be big enough to hold a cylinder group block,
 110  * thus changes to (struct cg) must keep its size within MINBSIZE.
 111  * Note that super blocks are always of size SBLOCKSIZE,
 112  * and that both SBLOCKSIZE and MAXBSIZE must be >= MINBSIZE.
 113  */
 114 #define MINBSIZE        4096
 115
 116 /*
 117  * The path name on which the filesystem is mounted is maintained
 118  * in fs_fsmnt. MAXMNTLEN defines the amount of space allocated in
 119  * the super block for this name.
 120  */
 121 #define MAXMNTLEN       468
 122
 123 /*
 124  * The volume name for this filesystem is maintained in fs_volname.
 125  * MAXVOLLEN defines the length of the buffer allocated.
 126  */
 127 #define MAXVOLLEN       32
 128
 129 /*
 130  * There is a 128-byte region in the superblock reserved for in-core
 131  * pointers to summary information. Originally this included an array
 132  * of pointers to blocks of struct csum; now there are just a few
 133  * pointers and the remaining space is padded with fs_ocsp[].
 134  *
 135  * NOCSPTRS determines the size of this padding. One pointer (fs_csp)
 136  * is taken away to point to a contiguous array of struct csum for
 137  * all cylinder groups; a second (fs_maxcluster) points to an array
 138  * of cluster sizes that is computed as cylinder groups are inspected,
 139  * and the third points to an array that tracks the creation of new
 140  * directories. A fourth pointer, fs_active, is used when creating
 141  * snapshots; it points to a bitmap of cylinder groups for which the
 142  * free-block bitmap has changed since the snapshot operation began.
 143  */
 144 #define NOCSPTRS        ((128 / sizeof(void *)) - 4)
 145
 146 /*
 147  * A summary of contiguous blocks of various sizes is maintained
 148  * in each cylinder group. Normally this is set by the initial
 149  * value of fs_maxcontig. To conserve space, a maximum summary size
 150  * is set by FS_MAXCONTIG.
 151  */
 152 #define FS_MAXCONTIG    16
 153
 154 /*
 155  * MINFREE gives the minimum acceptable percentage of filesystem
 156  * blocks which may be free. If the freelist drops below this level
 157  * only the superuser may continue to allocate blocks. This may
 158  * be set to 0 if no reserve of free blocks is deemed necessary,
 159  * however throughput drops by fifty percent if the filesystem
 160  * is run at between 95% and 100% full; thus the minimum default
 161  * value of fs_minfree is 5%. However, to get good clustering
 162  * performance, 10% is a better choice. hence we use 10% as our
 163  * default value. With 10% free space, fragmentation is not a
 164  * problem, so we choose to optimize for time.
 165  */
 166 #define MINFREE         8
 167 #define DEFAULTOPT      FS_OPTTIME
 168
 169 /*
 170  * Grigoriy Orlov <gluk@ptci.ru> has done some extensive work to fine
 171  * tune the layout preferences for directories within a filesystem.
 172  * His algorithm can be tuned by adjusting the following parameters
 173  * which tell the system the average file size and the average number
 174  * of files per directory. These defaults are well selected for typical
 175  * filesystems, but may need to be tuned for odd cases like filesystems
 176  * being used for squid caches or news spools.
 177  */
 178 #define AVFILESIZ       16384   /* expected average file size */
 179 #define AFPDIR          64      /* expected number of files per directory */
 180
 181 /*
 182  * The maximum number of snapshot nodes that can be associated
 183  * with each filesystem. This limit affects only the number of
 184  * snapshot files that can be recorded within the superblock so
 185  * that they can be found when the filesystem is mounted. However,
 186  * maintaining too many will slow the filesystem performance, so
 187  * having this limit is a good idea.
 188  */
 189 #define FSMAXSNAP 20
 190
 191 /*
 192  * Used to identify special blocks in snapshots:
 193  *
 194  * BLK_NOCOPY - A block that was unallocated at the time the snapshot
 195  *      was taken, hence does not need to be copied when written.
 196  * BLK_SNAP - A block held by another snapshot that is not needed by this
 197  *      snapshot. When the other snapshot is freed, the BLK_SNAP entries
 198  *      are converted to BLK_NOCOPY. These are needed to allow fsck to
 199  *      identify blocks that are in use by other snapshots (which are
 200  *      expunged from this snapshot).
 201  */
 202 #define BLK_NOCOPY ((ufs2_daddr_t)(1))
 203 #define BLK_SNAP ((ufs2_daddr_t)(2))
 204
 205 /*
 206  * Sysctl values for the fast filesystem.
 207  */
 208 #define FFS_ADJ_REFCNT           1      /* adjust inode reference count */
 209 #define FFS_ADJ_BLKCNT           2      /* adjust inode used block count */
 210 #define FFS_BLK_FREE             3      /* free range of blocks in map */
 211 #define FFS_DIR_FREE             4      /* free specified dir inodes in map */
 212 #define FFS_FILE_FREE            5      /* free specified file inodes in map */
 213 #define FFS_SET_FLAGS            6      /* set filesystem flags */
 214 #define FFS_ADJ_NDIR             7      /* adjust number of directories */
 215 #define FFS_ADJ_NBFREE           8      /* adjust number of free blocks */
 216 #define FFS_ADJ_NIFREE           9      /* adjust number of free inodes */
 217 #define FFS_ADJ_NFFREE          10      /* adjust number of free frags */
 218 #define FFS_ADJ_NUMCLUSTERS     11      /* adjust number of free clusters */
 219 #define FFS_SET_CWD             12      /* set current directory */
 220 #define FFS_SET_DOTDOT          13      /* set inode number for ".." */
 221 #define FFS_UNLINK              14      /* remove a name in the filesystem */
 222 #define FFS_SET_INODE           15      /* update an on-disk inode */
 223 #define FFS_SET_BUFOUTPUT       16      /* set buffered writing on descriptor */
 224 #define FFS_MAXID               16      /* number of valid ffs ids */
 225
 226 /*
 227  * Command structure passed in to the filesystem to adjust filesystem values.
 228  */
 229 #define FFS_CMD_VERSION         0x19790518      /* version ID */
 230 struct fsck_cmd {
 231         int32_t version;        /* version of command structure */
 232         int32_t handle;         /* reference to filesystem to be changed */
 233         int64_t value;          /* inode or block number to be affected */
 234         int64_t size;           /* amount or range to be adjusted */
 235         int64_t spare;          /* reserved for future use */
 236 };
 237
 238 /*
 239  * A recovery structure placed at the end of the boot block area by newfs
 240  * that can be used by fsck to search for alternate superblocks.
 241  */
 242 struct fsrecovery {
 243         int32_t fsr_magic;      /* magic number */
 244         int32_t fsr_fsbtodb;    /* fsbtodb and dbtofsb shift constant */
 245         int32_t fsr_sblkno;     /* offset of super-block in filesys */
 246         int32_t fsr_fpg;        /* blocks per group * fs_frag */
 247         u_int32_t fsr_ncg;      /* number of cylinder groups */
 248 };
 249
 250 /*
 251  * Per cylinder group information; summarized in blocks allocated
 252  * from first cylinder group data blocks.  These blocks have to be
 253  * read in from fs_csaddr (size fs_cssize) in addition to the
 254  * super block.
 255  */
 256 struct csum {
 257         int32_t cs_ndir;                /* number of directories */
 258         int32_t cs_nbfree;              /* number of free blocks */
 259         int32_t cs_nifree;              /* number of free inodes */
 260         int32_t cs_nffree;              /* number of free frags */
 261 };
 262 struct csum_total {
 263         int64_t cs_ndir;                /* number of directories */
 264         int64_t cs_nbfree;              /* number of free blocks */
 265         int64_t cs_nifree;              /* number of free inodes */
 266         int64_t cs_nffree;              /* number of free frags */
 267         int64_t cs_numclusters;         /* number of free clusters */
 268         int64_t cs_spare[3];            /* future expansion */
 269 };
 270
 271 /*
 272  * Super block for an FFS filesystem.
 273  */
 274 struct fs {
 275         int32_t  fs_firstfield;         /* historic filesystem linked list, */
 276         int32_t  fs_unused_1;           /*     used for incore super blocks */
 277         int32_t  fs_sblkno;             /* offset of super-block in filesys */
 278         int32_t  fs_cblkno;             /* offset of cyl-block in filesys */
 279         int32_t  fs_iblkno;             /* offset of inode-blocks in filesys */
 280         int32_t  fs_dblkno;             /* offset of first data after cg */
 281         int32_t  fs_old_cgoffset;       /* cylinder group offset in cylinder */
 282         int32_t  fs_old_cgmask;         /* used to calc mod fs_ntrak */
 283         int32_t  fs_old_time;           /* last time written */
 284         int32_t  fs_old_size;           /* number of blocks in fs */
 285         int32_t  fs_old_dsize;          /* number of data blocks in fs */
 286         u_int32_t fs_ncg;               /* number of cylinder groups */
 287         int32_t  fs_bsize;              /* size of basic blocks in fs */
 288         int32_t  fs_fsize;              /* size of frag blocks in fs */
 289         int32_t  fs_frag;               /* number of frags in a block in fs */
 290 /* these are configuration parameters */
 291         int32_t  fs_minfree;            /* minimum percentage of free blocks */
 292         int32_t  fs_old_rotdelay;       /* num of ms for optimal next block */
 293         int32_t  fs_old_rps;            /* disk revolutions per second */
 294 /* these fields can be computed from the others */
 295         int32_t  fs_bmask;              /* ``blkoff'' calc of blk offsets */
 296         int32_t  fs_fmask;              /* ``fragoff'' calc of frag offsets */
 297         int32_t  fs_bshift;             /* ``lblkno'' calc of logical blkno */
 298         int32_t  fs_fshift;             /* ``numfrags'' calc number of frags */
 299 /* these are configuration parameters */
 300         int32_t  fs_maxcontig;          /* max number of contiguous blks */
 301         int32_t  fs_maxbpg;             /* max number of blks per cyl group */
 302 /* these fields can be computed from the others */
 303         int32_t  fs_fragshift;          /* block to frag shift */
 304         int32_t  fs_fsbtodb;            /* fsbtodb and dbtofsb shift constant */
 305         int32_t  fs_sbsize;             /* actual size of super block */
 306         int32_t  fs_spare1[2];          /* old fs_csmask */
 307                                         /* old fs_csshift */
 308         int32_t  fs_nindir;             /* value of NINDIR */
 309         u_int32_t fs_inopb;             /* value of INOPB */
 310         int32_t  fs_old_nspf;           /* value of NSPF */
 311 /* yet another configuration parameter */
 312         int32_t  fs_optim;              /* optimization preference, see below */
 313         int32_t  fs_old_npsect;         /* # sectors/track including spares */
 314         int32_t  fs_old_interleave;     /* hardware sector interleave */
 315         int32_t  fs_old_trackskew;      /* sector 0 skew, per track */
 316         int32_t  fs_id[2];              /* unique filesystem id */
 317 /* sizes determined by number of cylinder groups and their sizes */
 318         int32_t  fs_old_csaddr;         /* blk addr of cyl grp summary area */
 319         int32_t  fs_cssize;             /* size of cyl grp summary area */
 320         int32_t  fs_cgsize;             /* cylinder group size */
 321         int32_t  fs_spare2;             /* old fs_ntrak */
 322         int32_t  fs_old_nsect;          /* sectors per track */
 323         int32_t  fs_old_spc;            /* sectors per cylinder */
 324         int32_t  fs_old_ncyl;           /* cylinders in filesystem */
 325         int32_t  fs_old_cpg;            /* cylinders per group */
 326         u_int32_t fs_ipg;               /* inodes per group */
 327         int32_t  fs_fpg;                /* blocks per group * fs_frag */
 328 /* this data must be re-computed after crashes */
 329         struct  csum fs_old_cstotal;    /* cylinder summary information */
 330 /* these fields are cleared at mount time */
 331         int8_t   fs_fmod;               /* super block modified flag */
 332         int8_t   fs_clean;              /* filesystem is clean flag */
 333         int8_t   fs_ronly;              /* mounted read-only flag */
 334         int8_t   fs_old_flags;          /* old FS_ flags */
 335         u_char   fs_fsmnt[MAXMNTLEN];   /* name mounted on */
 336         u_char   fs_volname[MAXVOLLEN]; /* volume name */
 337         u_int64_t fs_swuid;             /* system-wide uid */
 338         int32_t  fs_pad;                /* due to alignment of fs_swuid */
 339 /* these fields retain the current block allocation info */
 340         int32_t  fs_cgrotor;            /* last cg searched */
 341         void    *fs_ocsp[NOCSPTRS];     /* padding; was list of fs_cs buffers */
 342         u_int8_t *fs_contigdirs;        /* (u) # of contig. allocated dirs */
 343         struct  csum *fs_csp;           /* (u) cg summary info buffer */
 344         int32_t *fs_maxcluster;         /* (u) max cluster in each cyl group */
 345         u_int   *fs_active;             /* (u) used by snapshots to track fs */
 346         int32_t  fs_old_cpc;            /* cyl per cycle in postbl */
 347         int32_t  fs_maxbsize;           /* maximum blocking factor permitted */
 348         int64_t  fs_unrefs;             /* number of unreferenced inodes */
 349         int64_t  fs_providersize;       /* size of underlying GEOM provider */
 350         int64_t  fs_metaspace;          /* size of area reserved for metadata */
 351         int64_t  fs_sparecon64[13];     /* old rotation block list head */
 352         int64_t  fs_sblockactualloc;    /* byte offset of this superblock */
 353         int64_t  fs_sblockloc;          /* byte offset of standard superblock */
 354         struct  csum_total fs_cstotal;  /* (u) cylinder summary information */
 355         ufs_time_t fs_time;             /* last time written */
 356         int64_t  fs_size;               /* number of blocks in fs */
 357         int64_t  fs_dsize;              /* number of data blocks in fs */
 358         ufs2_daddr_t fs_csaddr;         /* blk addr of cyl grp summary area */
 359         int64_t  fs_pendingblocks;      /* (u) blocks being freed */
 360         u_int32_t fs_pendinginodes;     /* (u) inodes being freed */
 361         uint32_t fs_snapinum[FSMAXSNAP];/* list of snapshot inode numbers */
 362         u_int32_t fs_avgfilesize;       /* expected average file size */
 363         u_int32_t fs_avgfpdir;          /* expected # of files per directory */
 364         int32_t  fs_save_cgsize;        /* save real cg size to use fs_bsize */
 365         ufs_time_t fs_mtime;            /* Last mount or fsck time. */
 366         int32_t  fs_sujfree;            /* SUJ free list */
 367         int32_t  fs_sparecon32[22];     /* reserved for future constants */
 368         u_int32_t fs_metackhash;        /* metadata check-hash, see CK_ below */
 369         int32_t  fs_flags;              /* see FS_ flags below */
 370         int32_t  fs_contigsumsize;      /* size of cluster summary array */
 371         int32_t  fs_maxsymlinklen;      /* max length of an internal symlink */
 372         int32_t  fs_old_inodefmt;       /* format of on-disk inodes */
 373         u_int64_t fs_maxfilesize;       /* maximum representable file size */
 374         int64_t  fs_qbmask;             /* ~fs_bmask for use with 64-bit size */
 375         int64_t  fs_qfmask;             /* ~fs_fmask for use with 64-bit size */
 376         int32_t  fs_state;              /* validate fs_clean field */
 377         int32_t  fs_old_postblformat;   /* format of positional layout tables */
 378         int32_t  fs_old_nrpos;          /* number of rotational positions */
 379         int32_t  fs_spare5[2];          /* old fs_postbloff */
 380                                         /* old fs_rotbloff */
 381         int32_t  fs_magic;              /* magic number */
 382 };
 383
 384 /* Sanity checking. */
 385 #ifdef CTASSERT
 386 CTASSERT(sizeof(struct fs) == 1376);
 387 #endif
 388
 389 /*
 390  * Filesystem identification
 391  */
 392 #define FS_UFS1_MAGIC   0x011954        /* UFS1 fast filesystem magic number */
 393 #define FS_UFS2_MAGIC   0x19540119      /* UFS2 fast filesystem magic number */
 394 #define FS_BAD_MAGIC    0x19960408      /* UFS incomplete newfs magic number */
 395 #define FS_42INODEFMT   -1              /* 4.2BSD inode format */
 396 #define FS_44INODEFMT   2               /* 4.4BSD inode format */
 397
 398 /*
 399  * Preference for optimization.
 400  */
 401 #define FS_OPTTIME      0       /* minimize allocation time */
 402 #define FS_OPTSPACE     1       /* minimize disk fragmentation */
 403
 404 /*
 405  * Filesystem flags.
 406  *
 407  * The FS_UNCLEAN flag is set by the kernel when the filesystem was
 408  * mounted with fs_clean set to zero. The FS_DOSOFTDEP flag indicates
 409  * that the filesystem should be managed by the soft updates code.
 410  * Note that the FS_NEEDSFSCK flag is set and cleared only by the
 411  * fsck utility. It is set when background fsck finds an unexpected
 412  * inconsistency which requires a traditional foreground fsck to be
 413  * run. Such inconsistencies should only be found after an uncorrectable
 414  * disk error. A foreground fsck will clear the FS_NEEDSFSCK flag when
 415  * it has successfully cleaned up the filesystem. The kernel uses this
 416  * flag to enforce that inconsistent filesystems be mounted read-only.
 417  * The FS_INDEXDIRS flag when set indicates that the kernel maintains
 418  * on-disk auxiliary indexes (such as B-trees) for speeding directory
 419  * accesses. Kernels that do not support auxiliary indices clear the
 420  * flag to indicate that the indices need to be rebuilt (by fsck) before
 421  * they can be used. When a filesystem is mounted, any flags not
 422  * included in FS_SUPPORTED are cleared. This lets newer features
 423  * know that the filesystem has been run on an older version of the
 424  * filesystem and thus that data structures associated with those
 425  * features are out-of-date and need to be rebuilt.
 426  *
 427  * FS_ACLS indicates that POSIX.1e ACLs are administratively enabled
 428  * for the file system, so they should be loaded from extended attributes,
 429  * observed for access control purposes, and be administered by object
 430  * owners.  FS_NFS4ACLS indicates that NFSv4 ACLs are administratively
 431  * enabled.  This flag is mutually exclusive with FS_ACLS.  FS_MULTILABEL
 432  * indicates that the TrustedBSD MAC Framework should attempt to back MAC
 433  * labels into extended attributes on the file system rather than maintain
 434  * a single mount label for all objects.
 435  */
 436 #define FS_UNCLEAN      0x0001  /* filesystem not clean at mount */
 437 #define FS_DOSOFTDEP    0x0002  /* filesystem using soft dependencies */
 438 #define FS_NEEDSFSCK    0x0004  /* filesystem needs sync fsck before mount */
 439 #define FS_SUJ          0x0008  /* Filesystem using softupdate journal */
 440 #define FS_ACLS         0x0010  /* file system has POSIX.1e ACLs enabled */
 441 #define FS_MULTILABEL   0x0020  /* file system is MAC multi-label */
 442 #define FS_GJOURNAL     0x0040  /* gjournaled file system */
 443 #define FS_FLAGS_UPDATED 0x0080 /* flags have been moved to new location */
 444 #define FS_NFS4ACLS     0x0100  /* file system has NFSv4 ACLs enabled */
 445 #define FS_INDEXDIRS    0x0200  /* kernel supports indexed directories */
 446 #define FS_TRIM         0x0400  /* issue BIO_DELETE for deleted blocks */
 447 #define FS_SUPPORTED    0xFFFF  /* supported flags, others cleared at mount */
 448
 449 /*
 450  * The fs_metackhash field indicates the types of metadata check-hash
 451  * that are maintained for a filesystem. Not all filesystems check-hash
 452  * all metadata.
 453  */
 454 #define CK_SUPERBLOCK   0x0001  /* the superblock */
 455 #define CK_CYLGRP       0x0002  /* the cylinder groups */
 456 #define CK_INODE        0x0004  /* inodes */
 457 #define CK_INDIR        0x0008  /* indirect blocks */
 458 #define CK_DIR          0x0010  /* directory contents */
 459 /*
 460  * The BX_FSPRIV buffer b_xflags are used to track types of data in buffers.
 461  */
 462 #define BX_SUPERBLOCK   0x00010000      /* superblock */
 463 #define BX_CYLGRP       0x00020000      /* cylinder groups */
 464 #define BX_INODE        0x00040000      /* inodes */
 465 #define BX_INDIR        0x00080000      /* indirect blocks */
 466 #define BX_DIR          0x00100000      /* directory contents */
 467
 468 #define PRINT_UFS_BUF_XFLAGS "\20\25dir\24indir\23inode\22cylgrp\21superblock"
 469
 470 /*
 471  * Macros to access bits in the fs_active array.
 472  */
 473 #define ACTIVECGNUM(fs, cg)     ((fs)->fs_active[(cg) / (NBBY * sizeof(int))])
 474 #define ACTIVECGOFF(cg)         (1 << ((cg) % (NBBY * sizeof(int))))
 475 #define ACTIVESET(fs, cg)       do {                                    \
 476         if ((fs)->fs_active)                                            \
 477                 ACTIVECGNUM((fs), (cg)) |= ACTIVECGOFF((cg));           \
 478 } while (0)
 479 #define ACTIVECLEAR(fs, cg)     do {                                    \
 480         if ((fs)->fs_active)                                            \
 481                 ACTIVECGNUM((fs), (cg)) &= ~ACTIVECGOFF((cg));          \
 482 } while (0)
 483
 484 /*
 485  * The size of a cylinder group is calculated by CGSIZE. The maximum size
 486  * is limited by the fact that cylinder groups are at most one block.
 487  * Its size is derived from the size of the maps maintained in the
 488  * cylinder group and the (struct cg) size.
 489  */
 490 #define CGSIZE(fs) \
 491     /* base cg */       (sizeof(struct cg) + sizeof(int32_t) + \
 492     /* old btotoff */   (fs)->fs_old_cpg * sizeof(int32_t) + \
 493     /* old boff */      (fs)->fs_old_cpg * sizeof(u_int16_t) + \
 494     /* inode map */     howmany((fs)->fs_ipg, NBBY) + \
 495     /* block map */     howmany((fs)->fs_fpg, NBBY) +\
 496     /* if present */    ((fs)->fs_contigsumsize <= 0 ? 0 : \
 497     /* cluster sum */   (fs)->fs_contigsumsize * sizeof(int32_t) + \
 498     /* cluster map */   howmany(fragstoblks(fs, (fs)->fs_fpg), NBBY)))
 499
 500 /*
 501  * The minimal number of cylinder groups that should be created.
 502  */
 503 #define MINCYLGRPS      4
 504
 505 /*
 506  * Convert cylinder group to base address of its global summary info.
 507  */
 508 #define fs_cs(fs, indx) fs_csp[indx]
 509
 510 /*
 511  * Cylinder group block for a filesystem.
 512  */
 513 #define CG_MAGIC        0x090255
 514 struct cg {
 515         int32_t  cg_firstfield;         /* historic cyl groups linked list */
 516         int32_t  cg_magic;              /* magic number */
 517         int32_t  cg_old_time;           /* time last written */
 518         u_int32_t cg_cgx;               /* we are the cgx'th cylinder group */
 519         int16_t  cg_old_ncyl;           /* number of cyl's this cg */
 520         int16_t  cg_old_niblk;          /* number of inode blocks this cg */
 521         u_int32_t cg_ndblk;             /* number of data blocks this cg */
 522         struct   csum cg_cs;            /* cylinder summary information */
 523         u_int32_t cg_rotor;             /* position of last used block */
 524         u_int32_t cg_frotor;            /* position of last used frag */
 525         u_int32_t cg_irotor;            /* position of last used inode */
 526         u_int32_t cg_frsum[MAXFRAG];    /* counts of available frags */
 527         int32_t  cg_old_btotoff;        /* (int32) block totals per cylinder */
 528         int32_t  cg_old_boff;           /* (u_int16) free block positions */
 529         u_int32_t cg_iusedoff;          /* (u_int8) used inode map */
 530         u_int32_t cg_freeoff;           /* (u_int8) free block map */
 531         u_int32_t cg_nextfreeoff;       /* (u_int8) next available space */
 532         u_int32_t cg_clustersumoff;     /* (u_int32) counts of avail clusters */
 533         u_int32_t cg_clusteroff;                /* (u_int8) free cluster map */
 534         u_int32_t cg_nclusterblks;      /* number of clusters this cg */
 535         u_int32_t cg_niblk;             /* number of inode blocks this cg */
 536         u_int32_t cg_initediblk;                /* last initialized inode */
 537         u_int32_t cg_unrefs;            /* number of unreferenced inodes */
 538         int32_t  cg_sparecon32[1];      /* reserved for future use */
 539         u_int32_t cg_ckhash;            /* check-hash of this cg */
 540         ufs_time_t cg_time;             /* time last written */
 541         int64_t  cg_sparecon64[3];      /* reserved for future use */
 542         u_int8_t cg_space[1];           /* space for cylinder group maps */
 543 /* actually longer */
 544 };
 545
 546 /*
 547  * Macros for access to cylinder group array structures
 548  */
 549 #define cg_chkmagic(cgp) ((cgp)->cg_magic == CG_MAGIC)
 550 #define cg_inosused(cgp) \
 551     ((u_int8_t *)((u_int8_t *)(cgp) + (cgp)->cg_iusedoff))
 552 #define cg_blksfree(cgp) \
 553     ((u_int8_t *)((u_int8_t *)(cgp) + (cgp)->cg_freeoff))
 554 #define cg_clustersfree(cgp) \
 555     ((u_int8_t *)((u_int8_t *)(cgp) + (cgp)->cg_clusteroff))
 556 #define cg_clustersum(cgp) \
 557     ((int32_t *)((uintptr_t)(cgp) + (cgp)->cg_clustersumoff))
 558
 559 /*
 560  * Turn filesystem block numbers into disk block addresses.
 561  * This maps filesystem blocks to device size blocks.
 562  */
 563 #define fsbtodb(fs, b)  ((daddr_t)(b) << (fs)->fs_fsbtodb)
 564 #define dbtofsb(fs, b)  ((b) >> (fs)->fs_fsbtodb)
 565
 566 /*
 567  * Cylinder group macros to locate things in cylinder groups.
 568  * They calc filesystem addresses of cylinder group data structures.
 569  */
 570 #define cgbase(fs, c)   (((ufs2_daddr_t)(fs)->fs_fpg) * (c))
 571 #define cgdata(fs, c)   (cgdmin(fs, c) + (fs)->fs_metaspace)    /* data zone */
 572 #define cgmeta(fs, c)   (cgdmin(fs, c))                         /* meta data */
 573 #define cgdmin(fs, c)   (cgstart(fs, c) + (fs)->fs_dblkno)      /* 1st data */
 574 #define cgimin(fs, c)   (cgstart(fs, c) + (fs)->fs_iblkno)      /* inode blk */
 575 #define cgsblock(fs, c) (cgstart(fs, c) + (fs)->fs_sblkno)      /* super blk */
 576 #define cgtod(fs, c)    (cgstart(fs, c) + (fs)->fs_cblkno)      /* cg block */
 577 #define cgstart(fs, c)                                                  \
 578        ((fs)->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC ? cgbase(fs, c) :               \
 579        (cgbase(fs, c) + (fs)->fs_old_cgoffset * ((c) & ~((fs)->fs_old_cgmask))))
 580
 581 /*
 582  * Macros for handling inode numbers:
 583  *     inode number to filesystem block offset.
 584  *     inode number to cylinder group number.
 585  *     inode number to filesystem block address.
 586  */
 587 #define ino_to_cg(fs, x)        (((ino_t)(x)) / (fs)->fs_ipg)
 588 #define ino_to_fsba(fs, x)                                              \
 589         ((ufs2_daddr_t)(cgimin(fs, ino_to_cg(fs, (ino_t)(x))) +         \
 590             (blkstofrags((fs), ((((ino_t)(x)) % (fs)->fs_ipg) / INOPB(fs))))))
 591 #define ino_to_fsbo(fs, x)      (((ino_t)(x)) % INOPB(fs))
 592
 593 /*
 594  * Give cylinder group number for a filesystem block.
 595  * Give cylinder group block number for a filesystem block.
 596  */
 597 #define dtog(fs, d)     ((d) / (fs)->fs_fpg)
 598 #define dtogd(fs, d)    ((d) % (fs)->fs_fpg)
 599
 600 /*
 601  * Extract the bits for a block from a map.
 602  * Compute the cylinder and rotational position of a cyl block addr.
 603  */
 604 #define blkmap(fs, map, loc) \
 605     (((map)[(loc) / NBBY] >> ((loc) % NBBY)) & (0xff >> (NBBY - (fs)->fs_frag)))
 606
 607 /*
 608  * The following macros optimize certain frequently calculated
 609  * quantities by using shifts and masks in place of divisions
 610  * modulos and multiplications.
 611  */
 612 #define blkoff(fs, loc)         /* calculates (loc % fs->fs_bsize) */ \
 613         ((loc) & (fs)->fs_qbmask)
 614 #define fragoff(fs, loc)        /* calculates (loc % fs->fs_fsize) */ \
 615         ((loc) & (fs)->fs_qfmask)
 616 #define lfragtosize(fs, frag)   /* calculates ((off_t)frag * fs->fs_fsize) */ \
 617         (((off_t)(frag)) << (fs)->fs_fshift)
 618 #define lblktosize(fs, blk)     /* calculates ((off_t)blk * fs->fs_bsize) */ \
 619         (((off_t)(blk)) << (fs)->fs_bshift)
 620 /* Use this only when `blk' is known to be small, e.g., < UFS_NDADDR. */
 621 #define smalllblktosize(fs, blk)    /* calculates (blk * fs->fs_bsize) */ \
 622         ((blk) << (fs)->fs_bshift)
 623 #define lblkno(fs, loc)         /* calculates (loc / fs->fs_bsize) */ \
 624         ((loc) >> (fs)->fs_bshift)
 625 #define numfrags(fs, loc)       /* calculates (loc / fs->fs_fsize) */ \
 626         ((loc) >> (fs)->fs_fshift)
 627 #define blkroundup(fs, size)    /* calculates roundup(size, fs->fs_bsize) */ \
 628         (((size) + (fs)->fs_qbmask) & (fs)->fs_bmask)
 629 #define fragroundup(fs, size)   /* calculates roundup(size, fs->fs_fsize) */ \
 630         (((size) + (fs)->fs_qfmask) & (fs)->fs_fmask)
 631 #define fragstoblks(fs, frags)  /* calculates (frags / fs->fs_frag) */ \
 632         ((frags) >> (fs)->fs_fragshift)
 633 #define blkstofrags(fs, blks)   /* calculates (blks * fs->fs_frag) */ \
 634         ((blks) << (fs)->fs_fragshift)
 635 #define fragnum(fs, fsb)        /* calculates (fsb % fs->fs_frag) */ \
 636         ((fsb) & ((fs)->fs_frag - 1))
 637 #define blknum(fs, fsb)         /* calculates rounddown(fsb, fs->fs_frag) */ \
 638         ((fsb) &~ ((fs)->fs_frag - 1))
 639
 640 /*
 641  * Determine the number of available frags given a
 642  * percentage to hold in reserve.
 643  */
 644 #define freespace(fs, percentreserved) \
 645         (blkstofrags((fs), (fs)->fs_cstotal.cs_nbfree) + \
 646         (fs)->fs_cstotal.cs_nffree - \
 647         (((off_t)((fs)->fs_dsize)) * (percentreserved) / 100))
 648
 649 /*
 650  * Determining the size of a file block in the filesystem.
 651  */
 652 #define blksize(fs, ip, lbn) \
 653         (((lbn) >= UFS_NDADDR || (ip)->i_size >= \
 654             (uint64_t)smalllblktosize(fs, (lbn) + 1)) \
 655             ? (fs)->fs_bsize \
 656             : (fragroundup(fs, blkoff(fs, (ip)->i_size))))
 657 #define sblksize(fs, size, lbn) \
 658         (((lbn) >= UFS_NDADDR || (size) >= ((lbn) + 1) << (fs)->fs_bshift) \
 659           ? (fs)->fs_bsize \
 660           : (fragroundup(fs, blkoff(fs, (size)))))
 661
 662 /*
 663  * Number of indirects in a filesystem block.
 664  */
 665 #define NINDIR(fs)      ((fs)->fs_nindir)
 666
 667 /*
 668  * Indirect lbns are aligned on UFS_NDADDR addresses where single indirects
 669  * are the negated address of the lowest lbn reachable, double indirects
 670  * are this lbn - 1 and triple indirects are this lbn - 2.  This yields
 671  * an unusual bit order to determine level.
 672  */
 673 static inline int
 674 lbn_level(ufs_lbn_t lbn)
 675 {
 676         if (lbn >= 0)
 677                 return 0;
 678         switch (lbn & 0x3) {
 679         case 0:
 680                 return (0);
 681         case 1:
 682                 break;
 683         case 2:
 684                 return (2);
 685         case 3:
 686                 return (1);
 687         default:
 688                 break;
 689         }
 690         return (-1);
 691 }
 692
 693 static inline ufs_lbn_t
 694 lbn_offset(struct fs *fs, int level)
 695 {
 696         ufs_lbn_t res;
 697
 698         for (res = 1; level > 0; level--)
 699                 res *= NINDIR(fs);
 700         return (res);
 701 }
 702
 703 /*
 704  * Number of inodes in a secondary storage block/fragment.
 705  */
 706 #define INOPB(fs)       ((fs)->fs_inopb)
 707 #define INOPF(fs)       ((fs)->fs_inopb >> (fs)->fs_fragshift)
 708
 709 /*
 710  * Softdep journal record format.
 711  */
 712
 713 #define JOP_ADDREF      1       /* Add a reference to an inode. */
 714 #define JOP_REMREF      2       /* Remove a reference from an inode. */
 715 #define JOP_NEWBLK      3       /* Allocate a block. */
 716 #define JOP_FREEBLK     4       /* Free a block or a tree of blocks. */
 717 #define JOP_MVREF       5       /* Move a reference from one off to another. */
 718 #define JOP_TRUNC       6       /* Partial truncation record. */
 719 #define JOP_SYNC        7       /* fsync() complete record. */
 720
 721 #define JREC_SIZE       32      /* Record and segment header size. */
 722
 723 #define SUJ_MIN         (4 * 1024 * 1024)       /* Minimum journal size */
 724 #define SUJ_MAX         (32 * 1024 * 1024)      /* Maximum journal size */
 725 #define SUJ_FILE        ".sujournal"            /* Journal file name */
 726
 727 /*
 728  * Size of the segment record header.  There is at most one for each disk
 729  * block in the journal.  The segment header is followed by an array of
 730  * records.  fsck depends on the first element in each record being 'op'
 731  * and the second being 'ino'.  Segments may span multiple disk blocks but
 732  * the header is present on each.
 733  */
 734 struct jsegrec {
 735         uint64_t        jsr_seq;        /* Our sequence number */
 736         uint64_t        jsr_oldest;     /* Oldest valid sequence number */
 737         uint16_t        jsr_cnt;        /* Count of valid records */
 738         uint16_t        jsr_blocks;     /* Count of device bsize blocks. */
 739         uint32_t        jsr_crc;        /* 32bit crc of the valid space */
 740         ufs_time_t      jsr_time;       /* timestamp for mount instance */
 741 };
 742
 743 /*
 744  * Reference record.  Records a single link count modification.
 745  */
 746 struct jrefrec {
 747         uint32_t        jr_op;
 748         uint32_t        jr_ino;
 749         uint32_t        jr_parent;
 750         uint16_t        jr_nlink;
 751         uint16_t        jr_mode;
 752         int64_t         jr_diroff;
 753         uint64_t        jr_unused;
 754 };
 755
 756 /*
 757  * Move record.  Records a reference moving within a directory block.  The
 758  * nlink is unchanged but we must search both locations.
 759  */
 760 struct jmvrec {
 761         uint32_t        jm_op;
 762         uint32_t        jm_ino;
 763         uint32_t        jm_parent;
 764         uint16_t        jm_unused;
 765         int64_t         jm_oldoff;
 766         int64_t         jm_newoff;
 767 };
 768
 769 /*
 770  * Block record.  A set of frags or tree of blocks starting at an indirect are
 771  * freed or a set of frags are allocated.
 772  */
 773 struct jblkrec {
 774         uint32_t        jb_op;
 775         uint32_t        jb_ino;
 776         ufs2_daddr_t    jb_blkno;
 777         ufs_lbn_t       jb_lbn;
 778         uint16_t        jb_frags;
 779         uint16_t        jb_oldfrags;
 780         uint32_t        jb_unused;
 781 };
 782
 783 /*
 784  * Truncation record.  Records a partial truncation so that it may be
 785  * completed at check time.  Also used for sync records.
 786  */
 787 struct jtrncrec {
 788         uint32_t        jt_op;
 789         uint32_t        jt_ino;
 790         int64_t         jt_size;
 791         uint32_t        jt_extsize;
 792         uint32_t        jt_pad[3];
 793 };
 794
 795 union jrec {
 796         struct jsegrec  rec_jsegrec;
 797         struct jrefrec  rec_jrefrec;
 798         struct jmvrec   rec_jmvrec;
 799         struct jblkrec  rec_jblkrec;
 800         struct jtrncrec rec_jtrncrec;
 801 };
 802
 803 #ifdef CTASSERT
 804 CTASSERT(sizeof(struct jsegrec) == JREC_SIZE);
 805 CTASSERT(sizeof(struct jrefrec) == JREC_SIZE);
 806 CTASSERT(sizeof(struct jmvrec) == JREC_SIZE);
 807 CTASSERT(sizeof(struct jblkrec) == JREC_SIZE);
 808 CTASSERT(sizeof(struct jtrncrec) == JREC_SIZE);
 809 CTASSERT(sizeof(union jrec) == JREC_SIZE);
 810 #endif
 811
 812 extern int inside[], around[];
 813 extern u_char *fragtbl[];
 814
 815 /*
 816  * IOCTLs used for filesystem write suspension.
 817  */
 818 #define UFSSUSPEND      _IOW('U', 1, fsid_t)
 819 #define UFSRESUME       _IO('U', 2)
 820
 821 #endif