]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/ufs/ffs/fs.h
Clarify comment that describes how the FS_METACKHASH is managed.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / 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_SET_SIZE            17      /* set inode size */
225 #define FFS_MAXID               17      /* number of valid ffs ids */
226
227 /*
228  * Command structure passed in to the filesystem to adjust filesystem values.
229  */
230 #define FFS_CMD_VERSION         0x19790518      /* version ID */
231 struct fsck_cmd {
232         int32_t version;        /* version of command structure */
233         int32_t handle;         /* reference to filesystem to be changed */
234         int64_t value;          /* inode or block number to be affected */
235         int64_t size;           /* amount or range to be adjusted */
236         int64_t spare;          /* reserved for future use */
237 };
238
239 /*
240  * A recovery structure placed at the end of the boot block area by newfs
241  * that can be used by fsck to search for alternate superblocks.
242  */
243 struct fsrecovery {
244         int32_t fsr_magic;      /* magic number */
245         int32_t fsr_fsbtodb;    /* fsbtodb and dbtofsb shift constant */
246         int32_t fsr_sblkno;     /* offset of super-block in filesys */
247         int32_t fsr_fpg;        /* blocks per group * fs_frag */
248         u_int32_t fsr_ncg;      /* number of cylinder groups */
249 };
250
251 /*
252  * Per cylinder group information; summarized in blocks allocated
253  * from first cylinder group data blocks.  These blocks have to be
254  * read in from fs_csaddr (size fs_cssize) in addition to the
255  * super block.
256  */
257 struct csum {
258         int32_t cs_ndir;                /* number of directories */
259         int32_t cs_nbfree;              /* number of free blocks */
260         int32_t cs_nifree;              /* number of free inodes */
261         int32_t cs_nffree;              /* number of free frags */
262 };
263 struct csum_total {
264         int64_t cs_ndir;                /* number of directories */
265         int64_t cs_nbfree;              /* number of free blocks */
266         int64_t cs_nifree;              /* number of free inodes */
267         int64_t cs_nffree;              /* number of free frags */
268         int64_t cs_numclusters;         /* number of free clusters */
269         int64_t cs_spare[3];            /* future expansion */
270 };
271
272 /*
273  * Super block for an FFS filesystem.
274  */
275 struct fs {
276         int32_t  fs_firstfield;         /* historic filesystem linked list, */
277         int32_t  fs_unused_1;           /*     used for incore super blocks */
278         int32_t  fs_sblkno;             /* offset of super-block in filesys */
279         int32_t  fs_cblkno;             /* offset of cyl-block in filesys */
280         int32_t  fs_iblkno;             /* offset of inode-blocks in filesys */
281         int32_t  fs_dblkno;             /* offset of first data after cg */
282         int32_t  fs_old_cgoffset;       /* cylinder group offset in cylinder */
283         int32_t  fs_old_cgmask;         /* used to calc mod fs_ntrak */
284         int32_t  fs_old_time;           /* last time written */
285         int32_t  fs_old_size;           /* number of blocks in fs */
286         int32_t  fs_old_dsize;          /* number of data blocks in fs */
287         u_int32_t fs_ncg;               /* number of cylinder groups */
288         int32_t  fs_bsize;              /* size of basic blocks in fs */
289         int32_t  fs_fsize;              /* size of frag blocks in fs */
290         int32_t  fs_frag;               /* number of frags in a block in fs */
291 /* these are configuration parameters */
292         int32_t  fs_minfree;            /* minimum percentage of free blocks */
293         int32_t  fs_old_rotdelay;       /* num of ms for optimal next block */
294         int32_t  fs_old_rps;            /* disk revolutions per second */
295 /* these fields can be computed from the others */
296         int32_t  fs_bmask;              /* ``blkoff'' calc of blk offsets */
297         int32_t  fs_fmask;              /* ``fragoff'' calc of frag offsets */
298         int32_t  fs_bshift;             /* ``lblkno'' calc of logical blkno */
299         int32_t  fs_fshift;             /* ``numfrags'' calc number of frags */
300 /* these are configuration parameters */
301         int32_t  fs_maxcontig;          /* max number of contiguous blks */
302         int32_t  fs_maxbpg;             /* max number of blks per cyl group */
303 /* these fields can be computed from the others */
304         int32_t  fs_fragshift;          /* block to frag shift */
305         int32_t  fs_fsbtodb;            /* fsbtodb and dbtofsb shift constant */
306         int32_t  fs_sbsize;             /* actual size of super block */
307         int32_t  fs_spare1[2];          /* old fs_csmask */
308                                         /* old fs_csshift */
309         int32_t  fs_nindir;             /* value of NINDIR */
310         u_int32_t fs_inopb;             /* value of INOPB */
311         int32_t  fs_old_nspf;           /* value of NSPF */
312 /* yet another configuration parameter */
313         int32_t  fs_optim;              /* optimization preference, see below */
314         int32_t  fs_old_npsect;         /* # sectors/track including spares */
315         int32_t  fs_old_interleave;     /* hardware sector interleave */
316         int32_t  fs_old_trackskew;      /* sector 0 skew, per track */
317         int32_t  fs_id[2];              /* unique filesystem id */
318 /* sizes determined by number of cylinder groups and their sizes */
319         int32_t  fs_old_csaddr;         /* blk addr of cyl grp summary area */
320         int32_t  fs_cssize;             /* size of cyl grp summary area */
321         int32_t  fs_cgsize;             /* cylinder group size */
322         int32_t  fs_spare2;             /* old fs_ntrak */
323         int32_t  fs_old_nsect;          /* sectors per track */
324         int32_t  fs_old_spc;            /* sectors per cylinder */
325         int32_t  fs_old_ncyl;           /* cylinders in filesystem */
326         int32_t  fs_old_cpg;            /* cylinders per group */
327         u_int32_t fs_ipg;               /* inodes per group */
328         int32_t  fs_fpg;                /* blocks per group * fs_frag */
329 /* this data must be re-computed after crashes */
330         struct  csum fs_old_cstotal;    /* cylinder summary information */
331 /* these fields are cleared at mount time */
332         int8_t   fs_fmod;               /* super block modified flag */
333         int8_t   fs_clean;              /* filesystem is clean flag */
334         int8_t   fs_ronly;              /* mounted read-only flag */
335         int8_t   fs_old_flags;          /* old FS_ flags */
336         u_char   fs_fsmnt[MAXMNTLEN];   /* name mounted on */
337         u_char   fs_volname[MAXVOLLEN]; /* volume name */
338         u_int64_t fs_swuid;             /* system-wide uid */
339         int32_t  fs_pad;                /* due to alignment of fs_swuid */
340 /* these fields retain the current block allocation info */
341         int32_t  fs_cgrotor;            /* last cg searched */
342         void    *fs_ocsp[NOCSPTRS];     /* padding; was list of fs_cs buffers */
343         u_int8_t *fs_contigdirs;        /* (u) # of contig. allocated dirs */
344         struct  csum *fs_csp;           /* (u) cg summary info buffer */
345         int32_t *fs_maxcluster;         /* (u) max cluster in each cyl group */
346         u_int   *fs_active;             /* (u) used by snapshots to track fs */
347         int32_t  fs_old_cpc;            /* cyl per cycle in postbl */
348         int32_t  fs_maxbsize;           /* maximum blocking factor permitted */
349         int64_t  fs_unrefs;             /* number of unreferenced inodes */
350         int64_t  fs_providersize;       /* size of underlying GEOM provider */
351         int64_t  fs_metaspace;          /* size of area reserved for metadata */
352         int64_t  fs_sparecon64[13];     /* old rotation block list head */
353         int64_t  fs_sblockactualloc;    /* byte offset of this superblock */
354         int64_t  fs_sblockloc;          /* byte offset of standard superblock */
355         struct  csum_total fs_cstotal;  /* (u) cylinder summary information */
356         ufs_time_t fs_time;             /* last time written */
357         int64_t  fs_size;               /* number of blocks in fs */
358         int64_t  fs_dsize;              /* number of data blocks in fs */
359         ufs2_daddr_t fs_csaddr;         /* blk addr of cyl grp summary area */
360         int64_t  fs_pendingblocks;      /* (u) blocks being freed */
361         u_int32_t fs_pendinginodes;     /* (u) inodes being freed */
362         uint32_t fs_snapinum[FSMAXSNAP];/* list of snapshot inode numbers */
363         u_int32_t fs_avgfilesize;       /* expected average file size */
364         u_int32_t fs_avgfpdir;          /* expected # of files per directory */
365         int32_t  fs_save_cgsize;        /* save real cg size to use fs_bsize */
366         ufs_time_t fs_mtime;            /* Last mount or fsck time. */
367         int32_t  fs_sujfree;            /* SUJ free list */
368         int32_t  fs_sparecon32[21];     /* reserved for future constants */
369         u_int32_t fs_ckhash;            /* if CK_SUPERBLOCK, its check-hash */
370         u_int32_t fs_metackhash;        /* metadata check-hash, see CK_ below */
371         int32_t  fs_flags;              /* see FS_ flags below */
372         int32_t  fs_contigsumsize;      /* size of cluster summary array */ 
373         int32_t  fs_maxsymlinklen;      /* max length of an internal symlink */
374         int32_t  fs_old_inodefmt;       /* format of on-disk inodes */
375         u_int64_t fs_maxfilesize;       /* maximum representable file size */
376         int64_t  fs_qbmask;             /* ~fs_bmask for use with 64-bit size */
377         int64_t  fs_qfmask;             /* ~fs_fmask for use with 64-bit size */
378         int32_t  fs_state;              /* validate fs_clean field */
379         int32_t  fs_old_postblformat;   /* format of positional layout tables */
380         int32_t  fs_old_nrpos;          /* number of rotational positions */
381         int32_t  fs_spare5[2];          /* old fs_postbloff */
382                                         /* old fs_rotbloff */
383         int32_t  fs_magic;              /* magic number */
384 };
385
386 /* Sanity checking. */
387 #ifdef CTASSERT
388 CTASSERT(sizeof(struct fs) == 1376);
389 #endif
390
391 /*
392  * Filesystem identification
393  */
394 #define FS_UFS1_MAGIC   0x011954        /* UFS1 fast filesystem magic number */
395 #define FS_UFS2_MAGIC   0x19540119      /* UFS2 fast filesystem magic number */
396 #define FS_BAD_MAGIC    0x19960408      /* UFS incomplete newfs magic number */
397 #define FS_42INODEFMT   -1              /* 4.2BSD inode format */
398 #define FS_44INODEFMT   2               /* 4.4BSD inode format */
399
400 /*
401  * Preference for optimization.
402  */
403 #define FS_OPTTIME      0       /* minimize allocation time */
404 #define FS_OPTSPACE     1       /* minimize disk fragmentation */
405
406 /*
407  * Filesystem flags.
408  *
409  * The FS_UNCLEAN flag is set by the kernel when the filesystem was
410  * mounted with fs_clean set to zero. The FS_DOSOFTDEP flag indicates
411  * that the filesystem should be managed by the soft updates code.
412  * Note that the FS_NEEDSFSCK flag is set and cleared by the fsck
413  * utility. It is set when background fsck finds an unexpected
414  * inconsistency which requires a traditional foreground fsck to be
415  * run. Such inconsistencies should only be found after an uncorrectable
416  * disk error. The FS_NEEDSFSCK can also be set when a mounted filesystem
417  * discovers an internal inconsistency such as freeing a freed inode.
418  * A foreground fsck will clear the FS_NEEDSFSCK flag when it has
419  * successfully cleaned up the filesystem. The kernel uses this
420  * flag to enforce that inconsistent filesystems be mounted read-only.
421  *
422  * The FS_METACKHASH flag when set indicates that the kernel maintains
423  * one or more check hashes. The actual set of supported check hashes
424  * is stored in the fs_metackhash field. Kernels that do not support
425  * check hashes clear the FS_METACKHASH flag to indicate that the
426  * check hashes need to be rebuilt (by fsck) before they can be used.
427  *
428  * When a filesystem is mounted, any flags not included in FS_SUPPORTED
429  * are cleared. This lets newer features know that the filesystem has
430  * been run on an older version of the filesystem and thus that data
431  * structures associated with those features are out-of-date and need
432  * to be rebuilt.
433  *
434  * FS_ACLS indicates that POSIX.1e ACLs are administratively enabled
435  * for the file system, so they should be loaded from extended attributes,
436  * observed for access control purposes, and be administered by object
437  * owners.  FS_NFS4ACLS indicates that NFSv4 ACLs are administratively
438  * enabled.  This flag is mutually exclusive with FS_ACLS.  FS_MULTILABEL
439  * indicates that the TrustedBSD MAC Framework should attempt to back MAC
440  * labels into extended attributes on the file system rather than maintain
441  * a single mount label for all objects.
442  */
443 #define FS_UNCLEAN      0x00000001 /* filesystem not clean at mount */
444 #define FS_DOSOFTDEP    0x00000002 /* filesystem using soft dependencies */
445 #define FS_NEEDSFSCK    0x00000004 /* filesystem needs sync fsck before mount */
446 #define FS_SUJ          0x00000008 /* Filesystem using softupdate journal */
447 #define FS_ACLS         0x00000010 /* file system has POSIX.1e ACLs enabled */
448 #define FS_MULTILABEL   0x00000020 /* file system is MAC multi-label */
449 #define FS_GJOURNAL     0x00000040 /* gjournaled file system */
450 #define FS_FLAGS_UPDATED 0x0000080 /* flags have been moved to new location */
451 #define FS_NFS4ACLS     0x00000100 /* file system has NFSv4 ACLs enabled */
452 #define FS_METACKHASH   0x00000200 /* kernel supports metadata check hashes */
453 #define FS_TRIM         0x00000400 /* issue BIO_DELETE for deleted blocks */
454 #define FS_SUPPORTED    0x00FFFFFF /* supported flags, others cleared at mount*/
455 /*
456  * Things that we may someday support, but currently do not.
457  * These flags are all cleared so we know if we ran on a kernel
458  * that does not support them.
459  */
460 #define FS_INDEXDIRS    0x01000000 /* kernel supports indexed directories */
461 #define FS_VARBLKSIZE   0x02000000 /* kernel supports variable block sizes */
462 #define FS_COOLOPT1     0x04000000 /* kernel supports cool option 1 */
463 #define FS_COOLOPT2     0x08000000 /* kernel supports cool option 2 */
464 #define FS_COOLOPT3     0x10000000 /* kernel supports cool option 3 */
465 #define FS_COOLOPT4     0x20000000 /* kernel supports cool option 4 */
466 #define FS_COOLOPT5     0x40000000 /* kernel supports cool option 5 */
467 #define FS_COOLOPT6     0x80000000 /* kernel supports cool option 6 */
468
469 /*
470  * The fs_metackhash field indicates the types of metadata check-hash
471  * that are maintained for a filesystem. Not all filesystems check-hash
472  * all metadata.
473  */
474 #define CK_SUPERBLOCK   0x0001  /* the superblock */
475 #define CK_CYLGRP       0x0002  /* the cylinder groups */
476 #define CK_INODE        0x0004  /* inodes */
477 #define CK_INDIR        0x0008  /* indirect blocks */
478 #define CK_DIR          0x0010  /* directory contents */
479 /*
480  * The BX_FSPRIV buffer b_xflags are used to track types of data in buffers.
481  */
482 #define BX_SUPERBLOCK   0x00010000      /* superblock */
483 #define BX_CYLGRP       0x00020000      /* cylinder groups */
484 #define BX_INODE        0x00040000      /* inodes */
485 #define BX_INDIR        0x00080000      /* indirect blocks */
486 #define BX_DIR          0x00100000      /* directory contents */
487
488 #define PRINT_UFS_BUF_XFLAGS "\20\25dir\24indir\23inode\22cylgrp\21superblock"
489
490 /*
491  * Macros to access bits in the fs_active array.
492  */
493 #define ACTIVECGNUM(fs, cg)     ((fs)->fs_active[(cg) / (NBBY * sizeof(int))])
494 #define ACTIVECGOFF(cg)         (1 << ((cg) % (NBBY * sizeof(int))))
495 #define ACTIVESET(fs, cg)       do {                                    \
496         if ((fs)->fs_active)                                            \
497                 ACTIVECGNUM((fs), (cg)) |= ACTIVECGOFF((cg));           \
498 } while (0)
499 #define ACTIVECLEAR(fs, cg)     do {                                    \
500         if ((fs)->fs_active)                                            \
501                 ACTIVECGNUM((fs), (cg)) &= ~ACTIVECGOFF((cg));          \
502 } while (0)
503
504 /*
505  * The size of a cylinder group is calculated by CGSIZE. The maximum size
506  * is limited by the fact that cylinder groups are at most one block.
507  * Its size is derived from the size of the maps maintained in the
508  * cylinder group and the (struct cg) size.
509  */
510 #define CGSIZE(fs) \
511     /* base cg */       (sizeof(struct cg) + sizeof(int32_t) + \
512     /* old btotoff */   (fs)->fs_old_cpg * sizeof(int32_t) + \
513     /* old boff */      (fs)->fs_old_cpg * sizeof(u_int16_t) + \
514     /* inode map */     howmany((fs)->fs_ipg, NBBY) + \
515     /* block map */     howmany((fs)->fs_fpg, NBBY) +\
516     /* if present */    ((fs)->fs_contigsumsize <= 0 ? 0 : \
517     /* cluster sum */   (fs)->fs_contigsumsize * sizeof(int32_t) + \
518     /* cluster map */   howmany(fragstoblks(fs, (fs)->fs_fpg), NBBY)))
519
520 /*
521  * The minimal number of cylinder groups that should be created.
522  */
523 #define MINCYLGRPS      4
524
525 /*
526  * Convert cylinder group to base address of its global summary info.
527  */
528 #define fs_cs(fs, indx) fs_csp[indx]
529
530 /*
531  * Cylinder group block for a filesystem.
532  */
533 #define CG_MAGIC        0x090255
534 struct cg {
535         int32_t  cg_firstfield;         /* historic cyl groups linked list */
536         int32_t  cg_magic;              /* magic number */
537         int32_t  cg_old_time;           /* time last written */
538         u_int32_t cg_cgx;               /* we are the cgx'th cylinder group */
539         int16_t  cg_old_ncyl;           /* number of cyl's this cg */
540         int16_t  cg_old_niblk;          /* number of inode blocks this cg */
541         u_int32_t cg_ndblk;             /* number of data blocks this cg */
542         struct   csum cg_cs;            /* cylinder summary information */
543         u_int32_t cg_rotor;             /* position of last used block */
544         u_int32_t cg_frotor;            /* position of last used frag */
545         u_int32_t cg_irotor;            /* position of last used inode */
546         u_int32_t cg_frsum[MAXFRAG];    /* counts of available frags */
547         int32_t  cg_old_btotoff;        /* (int32) block totals per cylinder */
548         int32_t  cg_old_boff;           /* (u_int16) free block positions */
549         u_int32_t cg_iusedoff;          /* (u_int8) used inode map */
550         u_int32_t cg_freeoff;           /* (u_int8) free block map */
551         u_int32_t cg_nextfreeoff;       /* (u_int8) next available space */
552         u_int32_t cg_clustersumoff;     /* (u_int32) counts of avail clusters */
553         u_int32_t cg_clusteroff;                /* (u_int8) free cluster map */
554         u_int32_t cg_nclusterblks;      /* number of clusters this cg */
555         u_int32_t cg_niblk;             /* number of inode blocks this cg */
556         u_int32_t cg_initediblk;                /* last initialized inode */
557         u_int32_t cg_unrefs;            /* number of unreferenced inodes */
558         int32_t  cg_sparecon32[1];      /* reserved for future use */
559         u_int32_t cg_ckhash;            /* check-hash of this cg */
560         ufs_time_t cg_time;             /* time last written */
561         int64_t  cg_sparecon64[3];      /* reserved for future use */
562         u_int8_t cg_space[1];           /* space for cylinder group maps */
563 /* actually longer */
564 };
565
566 /*
567  * Macros for access to cylinder group array structures
568  */
569 #define cg_chkmagic(cgp) ((cgp)->cg_magic == CG_MAGIC)
570 #define cg_inosused(cgp) \
571     ((u_int8_t *)((u_int8_t *)(cgp) + (cgp)->cg_iusedoff))
572 #define cg_blksfree(cgp) \
573     ((u_int8_t *)((u_int8_t *)(cgp) + (cgp)->cg_freeoff))
574 #define cg_clustersfree(cgp) \
575     ((u_int8_t *)((u_int8_t *)(cgp) + (cgp)->cg_clusteroff))
576 #define cg_clustersum(cgp) \
577     ((int32_t *)((uintptr_t)(cgp) + (cgp)->cg_clustersumoff))
578
579 /*
580  * Turn filesystem block numbers into disk block addresses.
581  * This maps filesystem blocks to device size blocks.
582  */
583 #define fsbtodb(fs, b)  ((daddr_t)(b) << (fs)->fs_fsbtodb)
584 #define dbtofsb(fs, b)  ((b) >> (fs)->fs_fsbtodb)
585
586 /*
587  * Cylinder group macros to locate things in cylinder groups.
588  * They calc filesystem addresses of cylinder group data structures.
589  */
590 #define cgbase(fs, c)   (((ufs2_daddr_t)(fs)->fs_fpg) * (c))
591 #define cgdata(fs, c)   (cgdmin(fs, c) + (fs)->fs_metaspace)    /* data zone */
592 #define cgmeta(fs, c)   (cgdmin(fs, c))                         /* meta data */
593 #define cgdmin(fs, c)   (cgstart(fs, c) + (fs)->fs_dblkno)      /* 1st data */
594 #define cgimin(fs, c)   (cgstart(fs, c) + (fs)->fs_iblkno)      /* inode blk */
595 #define cgsblock(fs, c) (cgstart(fs, c) + (fs)->fs_sblkno)      /* super blk */
596 #define cgtod(fs, c)    (cgstart(fs, c) + (fs)->fs_cblkno)      /* cg block */
597 #define cgstart(fs, c)                                                  \
598        ((fs)->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC ? cgbase(fs, c) :               \
599        (cgbase(fs, c) + (fs)->fs_old_cgoffset * ((c) & ~((fs)->fs_old_cgmask))))
600
601 /*
602  * Macros for handling inode numbers:
603  *     inode number to filesystem block offset.
604  *     inode number to cylinder group number.
605  *     inode number to filesystem block address.
606  */
607 #define ino_to_cg(fs, x)        (((ino_t)(x)) / (fs)->fs_ipg)
608 #define ino_to_fsba(fs, x)                                              \
609         ((ufs2_daddr_t)(cgimin(fs, ino_to_cg(fs, (ino_t)(x))) +         \
610             (blkstofrags((fs), ((((ino_t)(x)) % (fs)->fs_ipg) / INOPB(fs))))))
611 #define ino_to_fsbo(fs, x)      (((ino_t)(x)) % INOPB(fs))
612
613 /*
614  * Give cylinder group number for a filesystem block.
615  * Give cylinder group block number for a filesystem block.
616  */
617 #define dtog(fs, d)     ((d) / (fs)->fs_fpg)
618 #define dtogd(fs, d)    ((d) % (fs)->fs_fpg)
619
620 /*
621  * Extract the bits for a block from a map.
622  * Compute the cylinder and rotational position of a cyl block addr.
623  */
624 #define blkmap(fs, map, loc) \
625     (((map)[(loc) / NBBY] >> ((loc) % NBBY)) & (0xff >> (NBBY - (fs)->fs_frag)))
626
627 /*
628  * The following macros optimize certain frequently calculated
629  * quantities by using shifts and masks in place of divisions
630  * modulos and multiplications.
631  */
632 #define blkoff(fs, loc)         /* calculates (loc % fs->fs_bsize) */ \
633         ((loc) & (fs)->fs_qbmask)
634 #define fragoff(fs, loc)        /* calculates (loc % fs->fs_fsize) */ \
635         ((loc) & (fs)->fs_qfmask)
636 #define lfragtosize(fs, frag)   /* calculates ((off_t)frag * fs->fs_fsize) */ \
637         (((off_t)(frag)) << (fs)->fs_fshift)
638 #define lblktosize(fs, blk)     /* calculates ((off_t)blk * fs->fs_bsize) */ \
639         (((off_t)(blk)) << (fs)->fs_bshift)
640 /* Use this only when `blk' is known to be small, e.g., < UFS_NDADDR. */
641 #define smalllblktosize(fs, blk)    /* calculates (blk * fs->fs_bsize) */ \
642         ((blk) << (fs)->fs_bshift)
643 #define lblkno(fs, loc)         /* calculates (loc / fs->fs_bsize) */ \
644         ((loc) >> (fs)->fs_bshift)
645 #define numfrags(fs, loc)       /* calculates (loc / fs->fs_fsize) */ \
646         ((loc) >> (fs)->fs_fshift)
647 #define blkroundup(fs, size)    /* calculates roundup(size, fs->fs_bsize) */ \
648         (((size) + (fs)->fs_qbmask) & (fs)->fs_bmask)
649 #define fragroundup(fs, size)   /* calculates roundup(size, fs->fs_fsize) */ \
650         (((size) + (fs)->fs_qfmask) & (fs)->fs_fmask)
651 #define fragstoblks(fs, frags)  /* calculates (frags / fs->fs_frag) */ \
652         ((frags) >> (fs)->fs_fragshift)
653 #define blkstofrags(fs, blks)   /* calculates (blks * fs->fs_frag) */ \
654         ((blks) << (fs)->fs_fragshift)
655 #define fragnum(fs, fsb)        /* calculates (fsb % fs->fs_frag) */ \
656         ((fsb) & ((fs)->fs_frag - 1))
657 #define blknum(fs, fsb)         /* calculates rounddown(fsb, fs->fs_frag) */ \
658         ((fsb) &~ ((fs)->fs_frag - 1))
659
660 /*
661  * Determine the number of available frags given a
662  * percentage to hold in reserve.
663  */
664 #define freespace(fs, percentreserved) \
665         (blkstofrags((fs), (fs)->fs_cstotal.cs_nbfree) + \
666         (fs)->fs_cstotal.cs_nffree - \
667         (((off_t)((fs)->fs_dsize)) * (percentreserved) / 100))
668
669 /*
670  * Determining the size of a file block in the filesystem.
671  */
672 #define blksize(fs, ip, lbn) \
673         (((lbn) >= UFS_NDADDR || (ip)->i_size >= \
674             (uint64_t)smalllblktosize(fs, (lbn) + 1)) \
675             ? (fs)->fs_bsize \
676             : (fragroundup(fs, blkoff(fs, (ip)->i_size))))
677 #define sblksize(fs, size, lbn) \
678         (((lbn) >= UFS_NDADDR || (size) >= ((lbn) + 1) << (fs)->fs_bshift) \
679           ? (fs)->fs_bsize \
680           : (fragroundup(fs, blkoff(fs, (size)))))
681
682 /*
683  * Number of indirects in a filesystem block.
684  */
685 #define NINDIR(fs)      ((fs)->fs_nindir)
686
687 /*
688  * Indirect lbns are aligned on UFS_NDADDR addresses where single indirects
689  * are the negated address of the lowest lbn reachable, double indirects
690  * are this lbn - 1 and triple indirects are this lbn - 2.  This yields
691  * an unusual bit order to determine level.
692  */
693 static inline int
694 lbn_level(ufs_lbn_t lbn)
695 {
696         if (lbn >= 0)
697                 return 0;
698         switch (lbn & 0x3) {
699         case 0:
700                 return (0);
701         case 1:
702                 break;
703         case 2:
704                 return (2);
705         case 3:
706                 return (1);
707         default:
708                 break;
709         }
710         return (-1);
711 }
712
713 static inline ufs_lbn_t
714 lbn_offset(struct fs *fs, int level)
715 {
716         ufs_lbn_t res;
717
718         for (res = 1; level > 0; level--)
719                 res *= NINDIR(fs);
720         return (res);
721 }
722
723 /*
724  * Number of inodes in a secondary storage block/fragment.
725  */
726 #define INOPB(fs)       ((fs)->fs_inopb)
727 #define INOPF(fs)       ((fs)->fs_inopb >> (fs)->fs_fragshift)
728
729 /*
730  * Softdep journal record format.
731  */
732
733 #define JOP_ADDREF      1       /* Add a reference to an inode. */
734 #define JOP_REMREF      2       /* Remove a reference from an inode. */
735 #define JOP_NEWBLK      3       /* Allocate a block. */
736 #define JOP_FREEBLK     4       /* Free a block or a tree of blocks. */
737 #define JOP_MVREF       5       /* Move a reference from one off to another. */
738 #define JOP_TRUNC       6       /* Partial truncation record. */
739 #define JOP_SYNC        7       /* fsync() complete record. */
740
741 #define JREC_SIZE       32      /* Record and segment header size. */
742
743 #define SUJ_MIN         (4 * 1024 * 1024)       /* Minimum journal size */
744 #define SUJ_MAX         (32 * 1024 * 1024)      /* Maximum journal size */
745 #define SUJ_FILE        ".sujournal"            /* Journal file name */
746
747 /*
748  * Size of the segment record header.  There is at most one for each disk
749  * block in the journal.  The segment header is followed by an array of
750  * records.  fsck depends on the first element in each record being 'op'
751  * and the second being 'ino'.  Segments may span multiple disk blocks but
752  * the header is present on each.
753  */
754 struct jsegrec {
755         uint64_t        jsr_seq;        /* Our sequence number */
756         uint64_t        jsr_oldest;     /* Oldest valid sequence number */
757         uint16_t        jsr_cnt;        /* Count of valid records */
758         uint16_t        jsr_blocks;     /* Count of device bsize blocks. */
759         uint32_t        jsr_crc;        /* 32bit crc of the valid space */
760         ufs_time_t      jsr_time;       /* timestamp for mount instance */
761 };
762
763 /*
764  * Reference record.  Records a single link count modification.
765  */
766 struct jrefrec {
767         uint32_t        jr_op;
768         uint32_t        jr_ino;
769         uint32_t        jr_parent;
770         uint16_t        jr_nlink;
771         uint16_t        jr_mode;
772         int64_t         jr_diroff;
773         uint64_t        jr_unused;
774 };
775
776 /*
777  * Move record.  Records a reference moving within a directory block.  The
778  * nlink is unchanged but we must search both locations.
779  */
780 struct jmvrec {
781         uint32_t        jm_op;
782         uint32_t        jm_ino;
783         uint32_t        jm_parent;
784         uint16_t        jm_unused;
785         int64_t         jm_oldoff;
786         int64_t         jm_newoff;
787 };
788
789 /*
790  * Block record.  A set of frags or tree of blocks starting at an indirect are
791  * freed or a set of frags are allocated.
792  */
793 struct jblkrec {
794         uint32_t        jb_op;
795         uint32_t        jb_ino;
796         ufs2_daddr_t    jb_blkno;
797         ufs_lbn_t       jb_lbn;
798         uint16_t        jb_frags;
799         uint16_t        jb_oldfrags;
800         uint32_t        jb_unused;
801 };
802
803 /*
804  * Truncation record.  Records a partial truncation so that it may be
805  * completed at check time.  Also used for sync records.
806  */
807 struct jtrncrec {
808         uint32_t        jt_op;
809         uint32_t        jt_ino;
810         int64_t         jt_size;
811         uint32_t        jt_extsize;
812         uint32_t        jt_pad[3];
813 };
814
815 union jrec {
816         struct jsegrec  rec_jsegrec;
817         struct jrefrec  rec_jrefrec;
818         struct jmvrec   rec_jmvrec;
819         struct jblkrec  rec_jblkrec;
820         struct jtrncrec rec_jtrncrec;
821 };
822
823 #ifdef CTASSERT
824 CTASSERT(sizeof(struct jsegrec) == JREC_SIZE);
825 CTASSERT(sizeof(struct jrefrec) == JREC_SIZE);
826 CTASSERT(sizeof(struct jmvrec) == JREC_SIZE);
827 CTASSERT(sizeof(struct jblkrec) == JREC_SIZE);
828 CTASSERT(sizeof(struct jtrncrec) == JREC_SIZE);
829 CTASSERT(sizeof(union jrec) == JREC_SIZE);
830 #endif
831
832 extern int inside[], around[];
833 extern u_char *fragtbl[];
834
835 /*
836  * IOCTLs used for filesystem write suspension.
837  */
838 #define UFSSUSPEND      _IOW('U', 1, fsid_t)
839 #define UFSRESUME       _IO('U', 2)
840
841 #endif