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_flag & IN_E4EXTENTS)
  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 = { .ep_bp = NULL };
  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 indir a[NIADDR+1], *ap;
 149         daddr_t daddr;
 150         e2fs_lbn_t metalbn;
 151         int error, num, maxrun = 0, bsize;
 152         int *nump;
 153
 154         ap = NULL;
 155         ip = VTOI(vp);
 156         mp = vp->v_mount;
 157         ump = VFSTOEXT2(mp);
 158
 159         bsize = EXT2_BLOCK_SIZE(ump->um_e2fs);
 160
 161         if (runp) {
 162                 maxrun = mp->mnt_iosize_max / bsize - 1;
 163                 *runp = 0;
 164         }
 165
 166         if (runb) {
 167                 *runb = 0;
 168         }
 169
 170
 171         ap = a;
 172         nump = &num;
 173         error = ext2_getlbns(vp, bn, ap, nump);
 174         if (error)
 175                 return (error);
 176
 177         num = *nump;
 178         if (num == 0) {
 179                 *bnp = blkptrtodb(ump, ip->i_db[bn]);
 180                 if (*bnp == 0) {
 181                         *bnp = -1;
 182                 } else if (runp) {
 183                         daddr_t bnb = bn;
 184                         for (++bn; bn < NDADDR && *runp < maxrun &&
 185                             is_sequential(ump, ip->i_db[bn - 1], ip->i_db[bn]);
 186                             ++bn, ++*runp);
 187                         bn = bnb;
 188                         if (runb && (bn > 0)) {
 189                                 for (--bn; (bn >= 0) && (*runb < maxrun) &&
 190                                         is_sequential(ump, ip->i_db[bn],
 191                                                 ip->i_db[bn + 1]);
 192                                                 --bn, ++*runb);
 193                         }
 194                 }
 195                 return (0);
 196         }
 197
 198
 199         /* Get disk address out of indirect block array */
 200         daddr = ip->i_ib[ap->in_off];
 201
 202         for (bp = NULL, ++ap; --num; ++ap) {
 203                 /*
 204                  * Exit the loop if there is no disk address assigned yet and
 205                  * the indirect block isn't in the cache, or if we were
 206                  * looking for an indirect block and we've found it.
 207                  */
 208
 209                 metalbn = ap->in_lbn;
 210                 if ((daddr == 0 && !incore(&vp->v_bufobj, metalbn)) || metalbn == bn)
 211                         break;
 212                 /*
 213                  * If we get here, we've either got the block in the cache
 214                  * or we have a disk address for it, go fetch it.
 215                  */
 216                 if (bp)
 217                         bqrelse(bp);
 218
 219                 bp = getblk(vp, metalbn, bsize, 0, 0, 0);
 220                 if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
 221 #ifdef INVARIANTS
 222                         if (!daddr)
 223                                 panic("ext2_bmaparray: indirect block not in cache");
 224 #endif
 225                         bp->b_blkno = blkptrtodb(ump, daddr);
 226                         bp->b_iocmd = BIO_READ;
 227                         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
 228                         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
 229                         vfs_busy_pages(bp, 0);
 230                         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
 231                         bstrategy(bp);
 232                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
 233                         error = bufwait(bp);
 234                         if (error) {
 235                                 brelse(bp);
 236                                 return (error);
 237                         }
 238                 }
 239
 240                 daddr = ((e2fs_daddr_t *)bp->b_data)[ap->in_off];
 241                 if (num == 1 && daddr && runp) {
 242                         for (bn = ap->in_off + 1;
 243                             bn < MNINDIR(ump) && *runp < maxrun &&
 244                             is_sequential(ump,
 245                             ((e2fs_daddr_t *)bp->b_data)[bn - 1],
 246                             ((e2fs_daddr_t *)bp->b_data)[bn]);
 247                             ++bn, ++*runp);
 248                         bn = ap->in_off;
 249                         if (runb && bn) {
 250                                 for (--bn; bn >= 0 && *runb < maxrun &&
 251                                         is_sequential(ump,
 252                                         ((e2fs_daddr_t *)bp->b_data)[bn],
 253                                         ((e2fs_daddr_t *)bp->b_data)[bn + 1]);
 254                                         --bn, ++*runb);
 255                         }
 256                 }
 257         }
 258         if (bp)
 259                 bqrelse(bp);
 260
 261         /*
 262          * Since this is FFS independent code, we are out of scope for the
 263          * definitions of BLK_NOCOPY and BLK_SNAP, but we do know that they
 264          * will fall in the range 1..um_seqinc, so we use that test and
 265          * return a request for a zeroed out buffer if attempts are made
 266          * to read a BLK_NOCOPY or BLK_SNAP block.
 267          */
 268         if ((ip->i_flags & SF_SNAPSHOT) && daddr > 0 && daddr < ump->um_seqinc){
 269                 *bnp = -1;
 270                 return (0);
 271         }
 272         *bnp = blkptrtodb(ump, daddr);
 273         if (*bnp == 0) {
 274                 *bnp = -1;
 275         }
 276         return (0);
 277 }
 278
 279 /*
 280  * Create an array of logical block number/offset pairs which represent the
 281  * path of indirect blocks required to access a data block.  The first "pair"
 282  * contains the logical block number of the appropriate single, double or
 283  * triple indirect block and the offset into the inode indirect block array.
 284  * Note, the logical block number of the inode single/double/triple indirect
 285  * block appears twice in the array, once with the offset into the i_ib and
 286  * once with the offset into the page itself.
 287  */
 288 int
 289 ext2_getlbns(struct vnode *vp, daddr_t bn, struct indir *ap, int *nump)
 290 {
 291         long blockcnt;
 292         e2fs_lbn_t metalbn, realbn;
 293         struct ext2mount *ump;
 294         int i, numlevels, off;
 295         int64_t qblockcnt;
 296
 297         ump = VFSTOEXT2(vp->v_mount);
 298         if (nump)
 299                 *nump = 0;
 300         numlevels = 0;
 301         realbn = bn;
 302         if ((long)bn < 0)
 303                 bn = -(long)bn;
 304
 305         /* The first NDADDR blocks are direct blocks. */
 306         if (bn < NDADDR)
 307                 return (0);
 308
 309         /*
 310          * Determine the number of levels of indirection.  After this loop
 311          * is done, blockcnt indicates the number of data blocks possible
 312          * at the previous level of indirection, and NIADDR - i is the number
 313          * of levels of indirection needed to locate the requested block.
 314          */
 315         for (blockcnt = 1, i = NIADDR, bn -= NDADDR;; i--, bn -= blockcnt) {
 316                 if (i == 0)
 317                         return (EFBIG);
 318                 /*
 319                  * Use int64_t's here to avoid overflow for triple indirect
 320                  * blocks when longs have 32 bits and the block size is more
 321                  * than 4K.
 322                  */
 323                 qblockcnt = (int64_t)blockcnt * MNINDIR(ump);
 324                 if (bn < qblockcnt)
 325                         break;
 326                 blockcnt = qblockcnt;
 327         }
 328
 329         /* Calculate the address of the first meta-block. */
 330         if (realbn >= 0)
 331                 metalbn = -(realbn - bn + NIADDR - i);
 332         else
 333                 metalbn = -(-realbn - bn + NIADDR - i);
 334
 335         /*
 336          * At each iteration, off is the offset into the bap array which is
 337          * an array of disk addresses at the current level of indirection.
 338          * The logical block number and the offset in that block are stored
 339          * into the argument array.
 340          */
 341         ap->in_lbn = metalbn;
 342         ap->in_off = off = NIADDR - i;
 343         ap++;
 344         for (++numlevels; i <= NIADDR; i++) {
 345                 /* If searching for a meta-data block, quit when found. */
 346                 if (metalbn == realbn)
 347                         break;
 348
 349                 off = (bn / blockcnt) % MNINDIR(ump);
 350
 351                 ++numlevels;
 352                 ap->in_lbn = metalbn;
 353                 ap->in_off = off;
 354                 ++ap;
 355
 356                 metalbn -= -1 + off * blockcnt;
 357                 blockcnt /= MNINDIR(ump);
 358         }
 359         if (nump)
 360                 *nump = numlevels;
 361         return (0);
 362 }