sys/fs/ext2fs/ext2_bmap.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1989, 1991, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
   5  * All or some portions of this file are derived from material licensed
   6  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
   7  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
   8  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  20  *    without specific prior written permission.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS 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 REGENTS 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  *      @(#)ufs_bmap.c  8.7 (Berkeley) 3/21/95
  35  * $FreeBSD$
  36  */
  37
  38 #include <sys/param.h>
  39 #include <sys/systm.h>
  40 #include <sys/bio.h>
  41 #include <sys/buf.h>
  42 #include <sys/proc.h>
  43 #include <sys/vnode.h>
  44 #include <sys/mount.h>
  45 #include <sys/resourcevar.h>
  46 #include <sys/stat.h>
  47
  48 #include <fs/ext2fs/inode.h>
  49 #include <fs/ext2fs/fs.h>
  50 #include <fs/ext2fs/ext2fs.h>
  51 #include <fs/ext2fs/ext2_dinode.h>
  52 #include <fs/ext2fs/ext2_extern.h>
  53 #include <fs/ext2fs/ext2_mount.h>
  54
  55 static int ext4_bmapext(struct vnode *, int32_t, int64_t *, int *, int *);
  56
  57 /*
  58  * Bmap converts the logical block number of a file to its physical block
  59  * number on the disk. The conversion is done by using the logical block
  60  * number to index into the array of block pointers described by the dinode.
  61  */
  62 int
  63 ext2_bmap(struct vop_bmap_args *ap)
  64 {
  65         daddr_t blkno;
  66         int error;
  67
  68         /*
  69          * Check for underlying vnode requests and ensure that logical
  70          * to physical mapping is requested.
  71          */
  72         if (ap->a_bop != NULL)
  73                 *ap->a_bop = &VTOI(ap->a_vp)->i_devvp->v_bufobj;
  74         if (ap->a_bnp == NULL)
  75                 return (0);
  76
  77         if (VTOI(ap->a_vp)->i_flags & EXT4_EXTENTS)
  78                 error = ext4_bmapext(ap->a_vp, ap->a_bn, &blkno,
  79                     ap->a_runp, ap->a_runb);
  80         else
  81                 error = ext2_bmaparray(ap->a_vp, ap->a_bn, &blkno,
  82                     ap->a_runp, ap->a_runb);
  83         *ap->a_bnp = blkno;
  84         return (error);
  85 }
  86
  87 /*
  88  * This function converts the logical block number of a file to
  89  * its physical block number on the disk within ext4 extents.
  90  */
  91 static int
  92 ext4_bmapext(struct vnode *vp, int32_t bn, int64_t *bnp, int *runp, int *runb)
  93 {
  94         struct inode *ip;
  95         struct m_ext2fs *fs;
  96         struct ext4_extent *ep;
  97         struct ext4_extent_path path;
  98         daddr_t lbn;
  99
 100         ip = VTOI(vp);
 101         fs = ip->i_e2fs;
 102         lbn = bn;
 103
 104         /*
 105          * TODO: need to implement read ahead to improve the performance.
 106          */
 107         if (runp != NULL)
 108                 *runp = 0;
 109
 110         if (runb != NULL)
 111                 *runb = 0;
 112
 113         ext4_ext_find_extent(fs, ip, lbn, &path);
 114         ep = path.ep_ext;
 115         if (ep == NULL)
 116                 return (EIO);
 117
 118         *bnp = fsbtodb(fs, lbn - ep->e_blk +
 119             (ep->e_start_lo | (daddr_t)ep->e_start_hi << 32));
 120
 121         if (*bnp == 0)
 122                 *bnp = -1;
 123
 124         return (0);
 125 }
 126
 127 /*
 128  * Indirect blocks are now on the vnode for the file.  They are given negative
 129  * logical block numbers.  Indirect blocks are addressed by the negative
 130  * address of the first data block to which they point.  Double indirect blocks
 131  * are addressed by one less than the address of the first indirect block to
 132  * which they point.  Triple indirect blocks are addressed by one less than
 133  * the address of the first double indirect block to which they point.
 134  *
 135  * ext2_bmaparray does the bmap conversion, and if requested returns the
 136  * array of logical blocks which must be traversed to get to a block.
 137  * Each entry contains the offset into that block that gets you to the
 138  * next block and the disk address of the block (if it is assigned).
 139  */
 140
 141 int
 142 ext2_bmaparray(struct vnode *vp, daddr_t bn, daddr_t *bnp, int *runp, int *runb)
 143 {
 144         struct inode *ip;
 145         struct buf *bp;
 146         struct ext2mount *ump;
 147         struct mount *mp;
 148         struct vnode *devvp;
 149         struct indir a[NIADDR+1], *ap;
 150         daddr_t daddr;
 151         e2fs_lbn_t metalbn;
 152         int error, num, maxrun = 0, bsize;
 153         int *nump;
 154
 155         ap = NULL;
 156         ip = VTOI(vp);
 157         mp = vp->v_mount;
 158         ump = VFSTOEXT2(mp);
 159         devvp = ump->um_devvp;
 160
 161         bsize = EXT2_BLOCK_SIZE(ump->um_e2fs);
 162
 163         if (runp) {
 164                 maxrun = mp->mnt_iosize_max / bsize - 1;
 165                 *runp = 0;
 166         }
 167
 168         if (runb) {
 169                 *runb = 0;
 170         }
 171
 172
 173         ap = a;
 174         nump = &num;
 175         error = ext2_getlbns(vp, bn, ap, nump);
 176         if (error)
 177                 return (error);
 178
 179         num = *nump;
 180         if (num == 0) {
 181                 *bnp = blkptrtodb(ump, ip->i_db[bn]);
 182                 if (*bnp == 0) {
 183                         *bnp = -1;
 184                 } else if (runp) {
 185                         daddr_t bnb = bn;
 186                         for (++bn; bn < NDADDR && *runp < maxrun &&
 187                             is_sequential(ump, ip->i_db[bn - 1], ip->i_db[bn]);
 188                             ++bn, ++*runp);
 189                         bn = bnb;
 190                         if (runb && (bn > 0)) {
 191                                 for (--bn; (bn >= 0) && (*runb < maxrun) &&
 192                                         is_sequential(ump, ip->i_db[bn],
 193                                                 ip->i_db[bn + 1]);
 194                                                 --bn, ++*runb);
 195                         }
 196                 }
 197                 return (0);
 198         }
 199
 200
 201         /* Get disk address out of indirect block array */
 202         daddr = ip->i_ib[ap->in_off];
 203
 204         for (bp = NULL, ++ap; --num; ++ap) {
 205                 /*
 206                  * Exit the loop if there is no disk address assigned yet and
 207                  * the indirect block isn't in the cache, or if we were
 208                  * looking for an indirect block and we've found it.
 209                  */
 210
 211                 metalbn = ap->in_lbn;
 212                 if ((daddr == 0 && !incore(&vp->v_bufobj, metalbn)) || metalbn == bn)
 213                         break;
 214                 /*
 215                  * If we get here, we've either got the block in the cache
 216                  * or we have a disk address for it, go fetch it.
 217                  */
 218                 if (bp)
 219                         bqrelse(bp);
 220
 221                 bp = getblk(vp, metalbn, bsize, 0, 0, 0);
 222                 if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
 223 #ifdef INVARIANTS
 224                         if (!daddr)
 225                                 panic("ext2_bmaparray: indirect block not in cache");
 226 #endif
 227                         bp->b_blkno = blkptrtodb(ump, daddr);
 228                         bp->b_iocmd = BIO_READ;
 229                         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
 230                         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
 231                         vfs_busy_pages(bp, 0);
 232                         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
 233                         bstrategy(bp);
 234                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
 235                         error = bufwait(bp);
 236                         if (error) {
 237                                 brelse(bp);
 238                                 return (error);
 239                         }
 240                 }
 241
 242                 daddr = ((e2fs_daddr_t *)bp->b_data)[ap->in_off];
 243                 if (num == 1 && daddr && runp) {
 244                         for (bn = ap->in_off + 1;
 245                             bn < MNINDIR(ump) && *runp < maxrun &&
 246                             is_sequential(ump,
 247                             ((e2fs_daddr_t *)bp->b_data)[bn - 1],
 248                             ((e2fs_daddr_t *)bp->b_data)[bn]);
 249                             ++bn, ++*runp);
 250                         bn = ap->in_off;
 251                         if (runb && bn) {
 252                                 for (--bn; bn >= 0 && *runb < maxrun &&
 253                                         is_sequential(ump,
 254                                         ((e2fs_daddr_t *)bp->b_data)[bn],
 255                                         ((e2fs_daddr_t *)bp->b_data)[bn + 1]);
 256                                         --bn, ++*runb);
 257                         }
 258                 }
 259         }
 260         if (bp)
 261                 bqrelse(bp);
 262
 263         /*
 264          * Since this is FFS independent code, we are out of scope for the
 265          * definitions of BLK_NOCOPY and BLK_SNAP, but we do know that they
 266          * will fall in the range 1..um_seqinc, so we use that test and
 267          * return a request for a zeroed out buffer if attempts are made
 268          * to read a BLK_NOCOPY or BLK_SNAP block.
 269          */
 270         if ((ip->i_flags & SF_SNAPSHOT) && daddr > 0 && daddr < ump->um_seqinc){
 271                 *bnp = -1;
 272                 return (0);
 273         }
 274         *bnp = blkptrtodb(ump, daddr);
 275         if (*bnp == 0) {
 276                 *bnp = -1;
 277         }
 278         return (0);
 279 }
 280
 281 /*
 282  * Create an array of logical block number/offset pairs which represent the
 283  * path of indirect blocks required to access a data block.  The first "pair"
 284  * contains the logical block number of the appropriate single, double or
 285  * triple indirect block and the offset into the inode indirect block array.
 286  * Note, the logical block number of the inode single/double/triple indirect
 287  * block appears twice in the array, once with the offset into the i_ib and
 288  * once with the offset into the page itself.
 289  */
 290 int
 291 ext2_getlbns(struct vnode *vp, daddr_t bn, struct indir *ap, int *nump)
 292 {
 293         long blockcnt;
 294         e2fs_lbn_t metalbn, realbn;
 295         struct ext2mount *ump;
 296         int i, numlevels, off;
 297         int64_t qblockcnt;
 298
 299         ump = VFSTOEXT2(vp->v_mount);
 300         if (nump)
 301                 *nump = 0;
 302         numlevels = 0;
 303         realbn = bn;
 304         if ((long)bn < 0)
 305                 bn = -(long)bn;
 306
 307         /* The first NDADDR blocks are direct blocks. */
 308         if (bn < NDADDR)
 309                 return (0);
 310
 311         /*
 312          * Determine the number of levels of indirection.  After this loop
 313          * is done, blockcnt indicates the number of data blocks possible
 314          * at the previous level of indirection, and NIADDR - i is the number
 315          * of levels of indirection needed to locate the requested block.
 316          */
 317         for (blockcnt = 1, i = NIADDR, bn -= NDADDR;; i--, bn -= blockcnt) {
 318                 if (i == 0)
 319                         return (EFBIG);
 320                 /*
 321                  * Use int64_t's here to avoid overflow for triple indirect
 322                  * blocks when longs have 32 bits and the block size is more
 323                  * than 4K.
 324                  */
 325                 qblockcnt = (int64_t)blockcnt * MNINDIR(ump);
 326                 if (bn < qblockcnt)
 327                         break;
 328                 blockcnt = qblockcnt;
 329         }
 330
 331         /* Calculate the address of the first meta-block. */
 332         if (realbn >= 0)
 333                 metalbn = -(realbn - bn + NIADDR - i);
 334         else
 335                 metalbn = -(-realbn - bn + NIADDR - i);
 336
 337         /*
 338          * At each iteration, off is the offset into the bap array which is
 339          * an array of disk addresses at the current level of indirection.
 340          * The logical block number and the offset in that block are stored
 341          * into the argument array.
 342          */
 343         ap->in_lbn = metalbn;
 344         ap->in_off = off = NIADDR - i;
 345         ap++;
 346         for (++numlevels; i <= NIADDR; i++) {
 347                 /* If searching for a meta-data block, quit when found. */
 348                 if (metalbn == realbn)
 349                         break;
 350
 351                 off = (bn / blockcnt) % MNINDIR(ump);
 352
 353                 ++numlevels;
 354                 ap->in_lbn = metalbn;
 355                 ap->in_off = off;
 356                 ++ap;
 357
 358                 metalbn -= -1 + off * blockcnt;
 359                 blockcnt /= MNINDIR(ump);
 360         }
 361         if (nump)
 362                 *nump = numlevels;
 363         return (0);
 364 }