usr.sbin/makefs/ffs/ffs_alloc.c

   1 /*      $NetBSD: ffs_alloc.c,v 1.14 2004/06/20 22:20:18 jmc Exp $       */
   2 /* From: NetBSD: ffs_alloc.c,v 1.50 2001/09/06 02:16:01 lukem Exp */
   3
   4 /*
   5  * Copyright (c) 2002 Networks Associates Technology, Inc.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This software was developed for the FreeBSD Project by Marshall
   9  * Kirk McKusick and Network Associates Laboratories, the Security
  10  * Research Division of Network Associates, Inc. under DARPA/SPAWAR
  11  * contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the DARPA CHATS
  12  * research program
  13  *
  14  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
  15  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  16  *
  17  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  18  * modification, are permitted provided that the following conditions
  19  * are met:
  20  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  22  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  23  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  24  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  25  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  26  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  27  *    without specific prior written permission.
  28  *
  29  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  30  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  31  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  32  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  33  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  34  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  35  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  36  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  37  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  38  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  39  * SUCH DAMAGE.
  40  *
  41  *      @(#)ffs_alloc.c 8.19 (Berkeley) 7/13/95
  42  */
  43
  44 #include <sys/cdefs.h>
  45 __FBSDID("$FreeBSD$");
  46
  47 #include <sys/param.h>
  48 #include <sys/time.h>
  49
  50 #include <errno.h>
  51 #include <stdint.h>
  52
  53 #include "makefs.h"
  54
  55 #include <ufs/ufs/dinode.h>
  56 #include <ufs/ffs/fs.h>
  57
  58 #include "ffs/ufs_bswap.h"
  59 #include "ffs/buf.h"
  60 #include "ffs/ufs_inode.h"
  61 #include "ffs/ffs_extern.h"
  62
  63 static int scanc(u_int, const u_char *, const u_char *, int);
  64
  65 static daddr_t ffs_alloccg(struct inode *, int, daddr_t, int);
  66 static daddr_t ffs_alloccgblk(struct inode *, struct buf *, daddr_t);
  67 static daddr_t ffs_hashalloc(struct inode *, int, daddr_t, int,
  68                      daddr_t (*)(struct inode *, int, daddr_t, int));
  69 static int32_t ffs_mapsearch(struct fs *, struct cg *, daddr_t, int);
  70
  71 /*
  72  * Allocate a block in the file system.
  73  *
  74  * The size of the requested block is given, which must be some
  75  * multiple of fs_fsize and <= fs_bsize.
  76  * A preference may be optionally specified. If a preference is given
  77  * the following hierarchy is used to allocate a block:
  78  *   1) allocate the requested block.
  79  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
  80  *   3) allocate a block in the same cylinder group.
  81  *   4) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
  82  *      available block is located.
  83  * If no block preference is given the following hierarchy is used
  84  * to allocate a block:
  85  *   1) allocate a block in the cylinder group that contains the
  86  *      inode for the file.
  87  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
  88  *      available block is located.
  89  */
  90 int
  91 ffs_alloc(struct inode *ip, daddr_t lbn __unused, daddr_t bpref, int size,
  92     daddr_t *bnp)
  93 {
  94         struct fs *fs = ip->i_fs;
  95         daddr_t bno;
  96         int cg;
  97
  98         *bnp = 0;
  99         if (size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
 100                 errx(1, "ffs_alloc: bad size: bsize %d size %d",
 101                     fs->fs_bsize, size);
 102         }
 103         if (size == fs->fs_bsize && fs->fs_cstotal.cs_nbfree == 0)
 104                 goto nospace;
 105         if (bpref >= fs->fs_size)
 106                 bpref = 0;
 107         if (bpref == 0)
 108                 cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
 109         else
 110                 cg = dtog(fs, bpref);
 111         bno = ffs_hashalloc(ip, cg, bpref, size, ffs_alloccg);
 112         if (bno > 0) {
 113                 if (ip->i_fs->fs_magic == FS_UFS1_MAGIC)
 114                         ip->i_ffs1_blocks += size / DEV_BSIZE;
 115                 else
 116                         ip->i_ffs2_blocks += size / DEV_BSIZE;
 117                 *bnp = bno;
 118                 return (0);
 119         }
 120 nospace:
 121         return (ENOSPC);
 122 }
 123
 124 /*
 125  * Select the desired position for the next block in a file.  The file is
 126  * logically divided into sections. The first section is composed of the
 127  * direct blocks. Each additional section contains fs_maxbpg blocks.
 128  *
 129  * If no blocks have been allocated in the first section, the policy is to
 130  * request a block in the same cylinder group as the inode that describes
 131  * the file. If no blocks have been allocated in any other section, the
 132  * policy is to place the section in a cylinder group with a greater than
 133  * average number of free blocks.  An appropriate cylinder group is found
 134  * by using a rotor that sweeps the cylinder groups. When a new group of
 135  * blocks is needed, the sweep begins in the cylinder group following the
 136  * cylinder group from which the previous allocation was made. The sweep
 137  * continues until a cylinder group with greater than the average number
 138  * of free blocks is found. If the allocation is for the first block in an
 139  * indirect block, the information on the previous allocation is unavailable;
 140  * here a best guess is made based upon the logical block number being
 141  * allocated.
 142  *
 143  * If a section is already partially allocated, the policy is to
 144  * contiguously allocate fs_maxcontig blocks.  The end of one of these
 145  * contiguous blocks and the beginning of the next is physically separated
 146  * so that the disk head will be in transit between them for at least
 147  * fs_rotdelay milliseconds.  This is to allow time for the processor to
 148  * schedule another I/O transfer.
 149  */
 150 /* XXX ondisk32 */
 151 daddr_t
 152 ffs_blkpref_ufs1(struct inode *ip, daddr_t lbn, int indx, int32_t *bap)
 153 {
 154         struct fs *fs;
 155         int cg;
 156         int avgbfree, startcg;
 157
 158         fs = ip->i_fs;
 159         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || bap[indx - 1] == 0) {
 160                 if (lbn < NDADDR + NINDIR(fs)) {
 161                         cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
 162                         return (fs->fs_fpg * cg + fs->fs_frag);
 163                 }
 164                 /*
 165                  * Find a cylinder with greater than average number of
 166                  * unused data blocks.
 167                  */
 168                 if (indx == 0 || bap[indx - 1] == 0)
 169                         startcg =
 170                             ino_to_cg(fs, ip->i_number) + lbn / fs->fs_maxbpg;
 171                 else
 172                         startcg = dtog(fs,
 173                                 ufs_rw32(bap[indx - 1], UFS_FSNEEDSWAP(fs)) + 1);
 174                 startcg %= fs->fs_ncg;
 175                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
 176                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
 177                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree)
 178                                 return (fs->fs_fpg * cg + fs->fs_frag);
 179                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
 180                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree)
 181                                 return (fs->fs_fpg * cg + fs->fs_frag);
 182                 return (0);
 183         }
 184         /*
 185          * We just always try to lay things out contiguously.
 186          */
 187         return ufs_rw32(bap[indx - 1], UFS_FSNEEDSWAP(fs)) + fs->fs_frag;
 188 }
 189
 190 daddr_t
 191 ffs_blkpref_ufs2(struct inode *ip, daddr_t lbn, int indx, int64_t *bap)
 192 {
 193         struct fs *fs;
 194         int cg;
 195         int avgbfree, startcg;
 196
 197         fs = ip->i_fs;
 198         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || bap[indx - 1] == 0) {
 199                 if (lbn < NDADDR + NINDIR(fs)) {
 200                         cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
 201                         return (fs->fs_fpg * cg + fs->fs_frag);
 202                 }
 203                 /*
 204                  * Find a cylinder with greater than average number of
 205                  * unused data blocks.
 206                  */
 207                 if (indx == 0 || bap[indx - 1] == 0)
 208                         startcg =
 209                             ino_to_cg(fs, ip->i_number) + lbn / fs->fs_maxbpg;
 210                 else
 211                         startcg = dtog(fs,
 212                                 ufs_rw64(bap[indx - 1], UFS_FSNEEDSWAP(fs)) + 1);
 213                 startcg %= fs->fs_ncg;
 214                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
 215                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
 216                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
 217                                 return (fs->fs_fpg * cg + fs->fs_frag);
 218                         }
 219                 for (cg = 0; cg < startcg; cg++)
 220                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
 221                                 return (fs->fs_fpg * cg + fs->fs_frag);
 222                         }
 223                 return (0);
 224         }
 225         /*
 226          * We just always try to lay things out contiguously.
 227          */
 228         return ufs_rw64(bap[indx - 1], UFS_FSNEEDSWAP(fs)) + fs->fs_frag;
 229 }
 230
 231 /*
 232  * Implement the cylinder overflow algorithm.
 233  *
 234  * The policy implemented by this algorithm is:
 235  *   1) allocate the block in its requested cylinder group.
 236  *   2) quadradically rehash on the cylinder group number.
 237  *   3) brute force search for a free block.
 238  *
 239  * `size':      size for data blocks, mode for inodes
 240  */
 241 /*VARARGS5*/
 242 static daddr_t
 243 ffs_hashalloc(struct inode *ip, int cg, daddr_t pref, int size,
 244     daddr_t (*allocator)(struct inode *, int, daddr_t, int))
 245 {
 246         struct fs *fs;
 247         daddr_t result;
 248         int i, icg = cg;
 249
 250         fs = ip->i_fs;
 251         /*
 252          * 1: preferred cylinder group
 253          */
 254         result = (*allocator)(ip, cg, pref, size);
 255         if (result)
 256                 return (result);
 257         /*
 258          * 2: quadratic rehash
 259          */
 260         for (i = 1; i < fs->fs_ncg; i *= 2) {
 261                 cg += i;
 262                 if (cg >= fs->fs_ncg)
 263                         cg -= fs->fs_ncg;
 264                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 265                 if (result)
 266                         return (result);
 267         }
 268         /*
 269          * 3: brute force search
 270          * Note that we start at i == 2, since 0 was checked initially,
 271          * and 1 is always checked in the quadratic rehash.
 272          */
 273         cg = (icg + 2) % fs->fs_ncg;
 274         for (i = 2; i < fs->fs_ncg; i++) {
 275                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 276                 if (result)
 277                         return (result);
 278                 cg++;
 279                 if (cg == fs->fs_ncg)
 280                         cg = 0;
 281         }
 282         return (0);
 283 }
 284
 285 /*
 286  * Determine whether a block can be allocated.
 287  *
 288  * Check to see if a block of the appropriate size is available,
 289  * and if it is, allocate it.
 290  */
 291 static daddr_t
 292 ffs_alloccg(struct inode *ip, int cg, daddr_t bpref, int size)
 293 {
 294         struct cg *cgp;
 295         struct buf *bp;
 296         daddr_t bno, blkno;
 297         int error, frags, allocsiz, i;
 298         struct fs *fs = ip->i_fs;
 299         const int needswap = UFS_FSNEEDSWAP(fs);
 300
 301         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize)
 302                 return (0);
 303         error = bread(ip->i_fd, ip->i_fs, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
 304                 (int)fs->fs_cgsize, &bp);
 305         if (error) {
 306                 brelse(bp);
 307                 return (0);
 308         }
 309         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
 310         if (!cg_chkmagic_swap(cgp, needswap) ||
 311             (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize)) {
 312                 brelse(bp);
 313                 return (0);
 314         }
 315         if (size == fs->fs_bsize) {
 316                 bno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref);
 317                 bdwrite(bp);
 318                 return (bno);
 319         }
 320         /*
 321          * check to see if any fragments are already available
 322          * allocsiz is the size which will be allocated, hacking
 323          * it down to a smaller size if necessary
 324          */
 325         frags = numfrags(fs, size);
 326         for (allocsiz = frags; allocsiz < fs->fs_frag; allocsiz++)
 327                 if (cgp->cg_frsum[allocsiz] != 0)
 328                         break;
 329         if (allocsiz == fs->fs_frag) {
 330                 /*
 331                  * no fragments were available, so a block will be
 332                  * allocated, and hacked up
 333                  */
 334                 if (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0) {
 335                         brelse(bp);
 336                         return (0);
 337                 }
 338                 bno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref);
 339                 bpref = dtogd(fs, bno);
 340                 for (i = frags; i < fs->fs_frag; i++)
 341                         setbit(cg_blksfree_swap(cgp, needswap), bpref + i);
 342                 i = fs->fs_frag - frags;
 343                 ufs_add32(cgp->cg_cs.cs_nffree, i, needswap);
 344                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
 345                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree += i;
 346                 fs->fs_fmod = 1;
 347                 ufs_add32(cgp->cg_frsum[i], 1, needswap);
 348                 bdwrite(bp);
 349                 return (bno);
 350         }
 351         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz);
 352         for (i = 0; i < frags; i++)
 353                 clrbit(cg_blksfree_swap(cgp, needswap), bno + i);
 354         ufs_add32(cgp->cg_cs.cs_nffree, -frags, needswap);
 355         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= frags;
 356         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= frags;
 357         fs->fs_fmod = 1;
 358         ufs_add32(cgp->cg_frsum[allocsiz], -1, needswap);
 359         if (frags != allocsiz)
 360                 ufs_add32(cgp->cg_frsum[allocsiz - frags], 1, needswap);
 361         blkno = cg * fs->fs_fpg + bno;
 362         bdwrite(bp);
 363         return blkno;
 364 }
 365
 366 /*
 367  * Allocate a block in a cylinder group.
 368  *
 369  * This algorithm implements the following policy:
 370  *   1) allocate the requested block.
 371  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
 372  *   3) allocate the next available block on the block rotor for the
 373  *      specified cylinder group.
 374  * Note that this routine only allocates fs_bsize blocks; these
 375  * blocks may be fragmented by the routine that allocates them.
 376  */
 377 static daddr_t
 378 ffs_alloccgblk(struct inode *ip, struct buf *bp, daddr_t bpref)
 379 {
 380         struct cg *cgp;
 381         daddr_t blkno;
 382         int32_t bno;
 383         struct fs *fs = ip->i_fs;
 384         const int needswap = UFS_FSNEEDSWAP(fs);
 385         u_int8_t *blksfree_swap;
 386
 387         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
 388         blksfree_swap = cg_blksfree_swap(cgp, needswap);
 389         if (bpref == 0 || (uint32_t)dtog(fs, bpref) != ufs_rw32(cgp->cg_cgx, needswap)) {
 390                 bpref = ufs_rw32(cgp->cg_rotor, needswap);
 391         } else {
 392                 bpref = blknum(fs, bpref);
 393                 bno = dtogd(fs, bpref);
 394                 /*
 395                  * if the requested block is available, use it
 396                  */
 397                 if (ffs_isblock(fs, blksfree_swap, fragstoblks(fs, bno)))
 398                         goto gotit;
 399         }
 400         /*
 401          * Take the next available one in this cylinder group.
 402          */
 403         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, (int)fs->fs_frag);
 404         if (bno < 0)
 405                 return (0);
 406         cgp->cg_rotor = ufs_rw32(bno, needswap);
 407 gotit:
 408         blkno = fragstoblks(fs, bno);
 409         ffs_clrblock(fs, blksfree_swap, (long)blkno);
 410         ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, -1);
 411         ufs_add32(cgp->cg_cs.cs_nbfree, -1, needswap);
 412         fs->fs_cstotal.cs_nbfree--;
 413         fs->fs_cs(fs, ufs_rw32(cgp->cg_cgx, needswap)).cs_nbfree--;
 414         fs->fs_fmod = 1;
 415         blkno = ufs_rw32(cgp->cg_cgx, needswap) * fs->fs_fpg + bno;
 416         return (blkno);
 417 }
 418
 419 /*
 420  * Free a block or fragment.
 421  *
 422  * The specified block or fragment is placed back in the
 423  * free map. If a fragment is deallocated, a possible
 424  * block reassembly is checked.
 425  */
 426 void
 427 ffs_blkfree(struct inode *ip, daddr_t bno, long size)
 428 {
 429         struct cg *cgp;
 430         struct buf *bp;
 431         int32_t fragno, cgbno;
 432         int i, error, cg, blk, frags, bbase;
 433         struct fs *fs = ip->i_fs;
 434         const int needswap = UFS_FSNEEDSWAP(fs);
 435
 436         if (size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0 ||
 437             fragnum(fs, bno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag) {
 438                 errx(1, "blkfree: bad size: bno %lld bsize %d size %ld",
 439                     (long long)bno, fs->fs_bsize, size);
 440         }
 441         cg = dtog(fs, bno);
 442         if (bno >= fs->fs_size) {
 443                 warnx("bad block %lld, ino %ju", (long long)bno,
 444                     (uintmax_t)ip->i_number);
 445                 return;
 446         }
 447         error = bread(ip->i_fd, ip->i_fs, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
 448                 (int)fs->fs_cgsize, &bp);
 449         if (error) {
 450                 brelse(bp);
 451                 return;
 452         }
 453         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
 454         if (!cg_chkmagic_swap(cgp, needswap)) {
 455                 brelse(bp);
 456                 return;
 457         }
 458         cgbno = dtogd(fs, bno);
 459         if (size == fs->fs_bsize) {
 460                 fragno = fragstoblks(fs, cgbno);
 461                 if (!ffs_isfreeblock(fs, cg_blksfree_swap(cgp, needswap), fragno)) {
 462                         errx(1, "blkfree: freeing free block %lld",
 463                             (long long)bno);
 464                 }
 465                 ffs_setblock(fs, cg_blksfree_swap(cgp, needswap), fragno);
 466                 ffs_clusteracct(fs, cgp, fragno, 1);
 467                 ufs_add32(cgp->cg_cs.cs_nbfree, 1, needswap);
 468                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
 469                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
 470         } else {
 471                 bbase = cgbno - fragnum(fs, cgbno);
 472                 /*
 473                  * decrement the counts associated with the old frags
 474                  */
 475                 blk = blkmap(fs, cg_blksfree_swap(cgp, needswap), bbase);
 476                 ffs_fragacct_swap(fs, blk, cgp->cg_frsum, -1, needswap);
 477                 /*
 478                  * deallocate the fragment
 479                  */
 480                 frags = numfrags(fs, size);
 481                 for (i = 0; i < frags; i++) {
 482                         if (isset(cg_blksfree_swap(cgp, needswap), cgbno + i)) {
 483                                 errx(1, "blkfree: freeing free frag: block %lld",
 484                                     (long long)(cgbno + i));
 485                         }
 486                         setbit(cg_blksfree_swap(cgp, needswap), cgbno + i);
 487                 }
 488                 ufs_add32(cgp->cg_cs.cs_nffree, i, needswap);
 489                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
 490                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree += i;
 491                 /*
 492                  * add back in counts associated with the new frags
 493                  */
 494                 blk = blkmap(fs, cg_blksfree_swap(cgp, needswap), bbase);
 495                 ffs_fragacct_swap(fs, blk, cgp->cg_frsum, 1, needswap);
 496                 /*
 497                  * if a complete block has been reassembled, account for it
 498                  */
 499                 fragno = fragstoblks(fs, bbase);
 500                 if (ffs_isblock(fs, cg_blksfree_swap(cgp, needswap), fragno)) {
 501                         ufs_add32(cgp->cg_cs.cs_nffree, -fs->fs_frag, needswap);
 502                         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= fs->fs_frag;
 503                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= fs->fs_frag;
 504                         ffs_clusteracct(fs, cgp, fragno, 1);
 505                         ufs_add32(cgp->cg_cs.cs_nbfree, 1, needswap);
 506                         fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
 507                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
 508                 }
 509         }
 510         fs->fs_fmod = 1;
 511         bdwrite(bp);
 512 }
 513
 514
 515 static int
 516 scanc(u_int size, const u_char *cp, const u_char table[], int mask)
 517 {
 518         const u_char *end = &cp[size];
 519
 520         while (cp < end && (table[*cp] & mask) == 0)
 521                 cp++;
 522         return (end - cp);
 523 }
 524
 525 /*
 526  * Find a block of the specified size in the specified cylinder group.
 527  *
 528  * It is a panic if a request is made to find a block if none are
 529  * available.
 530  */
 531 static int32_t
 532 ffs_mapsearch(struct fs *fs, struct cg *cgp, daddr_t bpref, int allocsiz)
 533 {
 534         int32_t bno;
 535         int start, len, loc, i;
 536         int blk, field, subfield, pos;
 537         int ostart, olen;
 538         const int needswap = UFS_FSNEEDSWAP(fs);
 539
 540         /*
 541          * find the fragment by searching through the free block
 542          * map for an appropriate bit pattern
 543          */
 544         if (bpref)
 545                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
 546         else
 547                 start = ufs_rw32(cgp->cg_frotor, needswap) / NBBY;
 548         len = howmany(fs->fs_fpg, NBBY) - start;
 549         ostart = start;
 550         olen = len;
 551         loc = scanc((u_int)len,
 552                 (const u_char *)&cg_blksfree_swap(cgp, needswap)[start],
 553                 (const u_char *)fragtbl[fs->fs_frag],
 554                 (1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
 555         if (loc == 0) {
 556                 len = start + 1;
 557                 start = 0;
 558                 loc = scanc((u_int)len,
 559                         (const u_char *)&cg_blksfree_swap(cgp, needswap)[0],
 560                         (const u_char *)fragtbl[fs->fs_frag],
 561                         (1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
 562                 if (loc == 0) {
 563                         errx(1,
 564     "ffs_alloccg: map corrupted: start %d len %d offset %d %ld",
 565                                 ostart, olen,
 566                                 ufs_rw32(cgp->cg_freeoff, needswap),
 567                                 (long)cg_blksfree_swap(cgp, needswap) - (long)cgp);
 568                         /* NOTREACHED */
 569                 }
 570         }
 571         bno = (start + len - loc) * NBBY;
 572         cgp->cg_frotor = ufs_rw32(bno, needswap);
 573         /*
 574          * found the byte in the map
 575          * sift through the bits to find the selected frag
 576          */
 577         for (i = bno + NBBY; bno < i; bno += fs->fs_frag) {
 578                 blk = blkmap(fs, cg_blksfree_swap(cgp, needswap), bno);
 579                 blk <<= 1;
 580                 field = around[allocsiz];
 581                 subfield = inside[allocsiz];
 582                 for (pos = 0; pos <= fs->fs_frag - allocsiz; pos++) {
 583                         if ((blk & field) == subfield)
 584                                 return (bno + pos);
 585                         field <<= 1;
 586                         subfield <<= 1;
 587                 }
 588         }
 589         errx(1, "ffs_alloccg: block not in map: bno %lld", (long long)bno);
 590         return (-1);
 591 }
 592
 593 /*
 594  * Update the cluster map because of an allocation or free.
 595  *
 596  * Cnt == 1 means free; cnt == -1 means allocating.
 597  */
 598 void
 599 ffs_clusteracct(struct fs *fs, struct cg *cgp, int32_t blkno, int cnt)
 600 {
 601         int32_t *sump;
 602         int32_t *lp;
 603         u_char *freemapp, *mapp;
 604         int i, start, end, forw, back, map, bit;
 605         const int needswap = UFS_FSNEEDSWAP(fs);
 606
 607         if (fs->fs_contigsumsize <= 0)
 608                 return;
 609         freemapp = cg_clustersfree_swap(cgp, needswap);
 610         sump = cg_clustersum_swap(cgp, needswap);
 611         /*
 612          * Allocate or clear the actual block.
 613          */
 614         if (cnt > 0)
 615                 setbit(freemapp, blkno);
 616         else
 617                 clrbit(freemapp, blkno);
 618         /*
 619          * Find the size of the cluster going forward.
 620          */
 621         start = blkno + 1;
 622         end = start + fs->fs_contigsumsize;
 623         if ((unsigned)end >= ufs_rw32(cgp->cg_nclusterblks, needswap))
 624                 end = ufs_rw32(cgp->cg_nclusterblks, needswap);
 625         mapp = &freemapp[start / NBBY];
 626         map = *mapp++;
 627         bit = 1 << (start % NBBY);
 628         for (i = start; i < end; i++) {
 629                 if ((map & bit) == 0)
 630                         break;
 631                 if ((i & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1)) {
 632                         bit <<= 1;
 633                 } else {
 634                         map = *mapp++;
 635                         bit = 1;
 636                 }
 637         }
 638         forw = i - start;
 639         /*
 640          * Find the size of the cluster going backward.
 641          */
 642         start = blkno - 1;
 643         end = start - fs->fs_contigsumsize;
 644         if (end < 0)
 645                 end = -1;
 646         mapp = &freemapp[start / NBBY];
 647         map = *mapp--;
 648         bit = 1 << (start % NBBY);
 649         for (i = start; i > end; i--) {
 650                 if ((map & bit) == 0)
 651                         break;
 652                 if ((i & (NBBY - 1)) != 0) {
 653                         bit >>= 1;
 654                 } else {
 655                         map = *mapp--;
 656                         bit = 1 << (NBBY - 1);
 657                 }
 658         }
 659         back = start - i;
 660         /*
 661          * Account for old cluster and the possibly new forward and
 662          * back clusters.
 663          */
 664         i = back + forw + 1;
 665         if (i > fs->fs_contigsumsize)
 666                 i = fs->fs_contigsumsize;
 667         ufs_add32(sump[i], cnt, needswap);
 668         if (back > 0)
 669                 ufs_add32(sump[back], -cnt, needswap);
 670         if (forw > 0)
 671                 ufs_add32(sump[forw], -cnt, needswap);
 672
 673         /*
 674          * Update cluster summary information.
 675          */
 676         lp = &sump[fs->fs_contigsumsize];
 677         for (i = fs->fs_contigsumsize; i > 0; i--)
 678                 if (ufs_rw32(*lp--, needswap) > 0)
 679                         break;
 680         fs->fs_maxcluster[ufs_rw32(cgp->cg_cgx, needswap)] = i;
 681 }