]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.2.git/blob - sys/ufs/ffs/ffs_alloc.c
- Copy stable/10@285827 to releng/10.2 in preparation for 10.2-RC1
[FreeBSD/releng/10.2.git] / sys / ufs / ffs / ffs_alloc.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2002 Networks Associates Technology, Inc.
3  * All rights reserved.
4  *
5  * This software was developed for the FreeBSD Project by Marshall
6  * Kirk McKusick and Network Associates Laboratories, the Security
7  * Research Division of Network Associates, Inc. under DARPA/SPAWAR
8  * contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the DARPA CHATS
9  * research program
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  *
20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
21  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
22  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
23  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
24  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
25  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
26  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
27  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
28  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
29  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
30  * SUCH DAMAGE.
31  *
32  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
33  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
34  *
35  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
36  * modification, are permitted provided that the following conditions
37  * are met:
38  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
39  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
40  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
41  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
42  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
43  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
44  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
45  *    without specific prior written permission.
46  *
47  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
48  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
49  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
50  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
51  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
52  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
53  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
54  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
55  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
56  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
57  * SUCH DAMAGE.
58  *
59  *      @(#)ffs_alloc.c 8.18 (Berkeley) 5/26/95
60  */
61
62 #include <sys/cdefs.h>
63 __FBSDID("$FreeBSD$");
64
65 #include "opt_quota.h"
66
67 #include <sys/param.h>
68 #include <sys/capsicum.h>
69 #include <sys/systm.h>
70 #include <sys/bio.h>
71 #include <sys/buf.h>
72 #include <sys/conf.h>
73 #include <sys/fcntl.h>
74 #include <sys/file.h>
75 #include <sys/filedesc.h>
76 #include <sys/priv.h>
77 #include <sys/proc.h>
78 #include <sys/vnode.h>
79 #include <sys/mount.h>
80 #include <sys/kernel.h>
81 #include <sys/syscallsubr.h>
82 #include <sys/sysctl.h>
83 #include <sys/syslog.h>
84 #include <sys/taskqueue.h>
85
86 #include <security/audit/audit.h>
87
88 #include <geom/geom.h>
89
90 #include <ufs/ufs/dir.h>
91 #include <ufs/ufs/extattr.h>
92 #include <ufs/ufs/quota.h>
93 #include <ufs/ufs/inode.h>
94 #include <ufs/ufs/ufs_extern.h>
95 #include <ufs/ufs/ufsmount.h>
96
97 #include <ufs/ffs/fs.h>
98 #include <ufs/ffs/ffs_extern.h>
99 #include <ufs/ffs/softdep.h>
100
101 typedef ufs2_daddr_t allocfcn_t(struct inode *ip, u_int cg, ufs2_daddr_t bpref,
102                                   int size, int rsize);
103
104 static ufs2_daddr_t ffs_alloccg(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int, int);
105 static ufs2_daddr_t
106               ffs_alloccgblk(struct inode *, struct buf *, ufs2_daddr_t, int);
107 static void     ffs_blkfree_cg(struct ufsmount *, struct fs *,
108                     struct vnode *, ufs2_daddr_t, long, ino_t,
109                     struct workhead *);
110 static void     ffs_blkfree_trim_completed(struct bio *);
111 static void     ffs_blkfree_trim_task(void *ctx, int pending __unused);
112 #ifdef INVARIANTS
113 static int      ffs_checkblk(struct inode *, ufs2_daddr_t, long);
114 #endif
115 static ufs2_daddr_t ffs_clusteralloc(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int);
116 static ino_t    ffs_dirpref(struct inode *);
117 static ufs2_daddr_t ffs_fragextend(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t,
118                     int, int);
119 static ufs2_daddr_t     ffs_hashalloc
120                 (struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int, int, allocfcn_t *);
121 static ufs2_daddr_t ffs_nodealloccg(struct inode *, u_int, ufs2_daddr_t, int,
122                     int);
123 static ufs1_daddr_t ffs_mapsearch(struct fs *, struct cg *, ufs2_daddr_t, int);
124 static int      ffs_reallocblks_ufs1(struct vop_reallocblks_args *);
125 static int      ffs_reallocblks_ufs2(struct vop_reallocblks_args *);
126
127 /*
128  * Allocate a block in the filesystem.
129  *
130  * The size of the requested block is given, which must be some
131  * multiple of fs_fsize and <= fs_bsize.
132  * A preference may be optionally specified. If a preference is given
133  * the following hierarchy is used to allocate a block:
134  *   1) allocate the requested block.
135  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
136  *   3) allocate a block in the same cylinder group.
137  *   4) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
138  *      available block is located.
139  * If no block preference is given the following hierarchy is used
140  * to allocate a block:
141  *   1) allocate a block in the cylinder group that contains the
142  *      inode for the file.
143  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
144  *      available block is located.
145  */
146 int
147 ffs_alloc(ip, lbn, bpref, size, flags, cred, bnp)
148         struct inode *ip;
149         ufs2_daddr_t lbn, bpref;
150         int size, flags;
151         struct ucred *cred;
152         ufs2_daddr_t *bnp;
153 {
154         struct fs *fs;
155         struct ufsmount *ump;
156         ufs2_daddr_t bno;
157         u_int cg, reclaimed;
158         static struct timeval lastfail;
159         static int curfail;
160         int64_t delta;
161 #ifdef QUOTA
162         int error;
163 #endif
164
165         *bnp = 0;
166         fs = ip->i_fs;
167         ump = ip->i_ump;
168         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
169 #ifdef INVARIANTS
170         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
171                 printf("dev = %s, bsize = %ld, size = %d, fs = %s\n",
172                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_bsize, size,
173                     fs->fs_fsmnt);
174                 panic("ffs_alloc: bad size");
175         }
176         if (cred == NOCRED)
177                 panic("ffs_alloc: missing credential");
178 #endif /* INVARIANTS */
179         reclaimed = 0;
180 retry:
181 #ifdef QUOTA
182         UFS_UNLOCK(ump);
183         error = chkdq(ip, btodb(size), cred, 0);
184         if (error)
185                 return (error);
186         UFS_LOCK(ump);
187 #endif
188         if (size == fs->fs_bsize && fs->fs_cstotal.cs_nbfree == 0)
189                 goto nospace;
190         if (priv_check_cred(cred, PRIV_VFS_BLOCKRESERVE, 0) &&
191             freespace(fs, fs->fs_minfree) - numfrags(fs, size) < 0)
192                 goto nospace;
193         if (bpref >= fs->fs_size)
194                 bpref = 0;
195         if (bpref == 0)
196                 cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
197         else
198                 cg = dtog(fs, bpref);
199         bno = ffs_hashalloc(ip, cg, bpref, size, size, ffs_alloccg);
200         if (bno > 0) {
201                 delta = btodb(size);
202                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
203                 if (flags & IO_EXT)
204                         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
205                 else
206                         ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
207                 *bnp = bno;
208                 return (0);
209         }
210 nospace:
211 #ifdef QUOTA
212         UFS_UNLOCK(ump);
213         /*
214          * Restore user's disk quota because allocation failed.
215          */
216         (void) chkdq(ip, -btodb(size), cred, FORCE);
217         UFS_LOCK(ump);
218 #endif
219         if (reclaimed == 0 && (flags & IO_BUFLOCKED) == 0) {
220                 reclaimed = 1;
221                 softdep_request_cleanup(fs, ITOV(ip), cred, FLUSH_BLOCKS_WAIT);
222                 goto retry;
223         }
224         UFS_UNLOCK(ump);
225         if (reclaimed > 0 && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
226                 ffs_fserr(fs, ip->i_number, "filesystem full");
227                 uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n",
228                     fs->fs_fsmnt);
229         }
230         return (ENOSPC);
231 }
232
233 /*
234  * Reallocate a fragment to a bigger size
235  *
236  * The number and size of the old block is given, and a preference
237  * and new size is also specified. The allocator attempts to extend
238  * the original block. Failing that, the regular block allocator is
239  * invoked to get an appropriate block.
240  */
241 int
242 ffs_realloccg(ip, lbprev, bprev, bpref, osize, nsize, flags, cred, bpp)
243         struct inode *ip;
244         ufs2_daddr_t lbprev;
245         ufs2_daddr_t bprev;
246         ufs2_daddr_t bpref;
247         int osize, nsize, flags;
248         struct ucred *cred;
249         struct buf **bpp;
250 {
251         struct vnode *vp;
252         struct fs *fs;
253         struct buf *bp;
254         struct ufsmount *ump;
255         u_int cg, request, reclaimed;
256         int error, gbflags;
257         ufs2_daddr_t bno;
258         static struct timeval lastfail;
259         static int curfail;
260         int64_t delta;
261
262         *bpp = 0;
263         vp = ITOV(ip);
264         fs = ip->i_fs;
265         bp = NULL;
266         ump = ip->i_ump;
267         gbflags = (flags & BA_UNMAPPED) != 0 ? GB_UNMAPPED : 0;
268
269         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
270 #ifdef INVARIANTS
271         if (vp->v_mount->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPENDED)
272                 panic("ffs_realloccg: allocation on suspended filesystem");
273         if ((u_int)osize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, osize) != 0 ||
274             (u_int)nsize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, nsize) != 0) {
275                 printf(
276                 "dev = %s, bsize = %ld, osize = %d, nsize = %d, fs = %s\n",
277                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_bsize, osize,
278                     nsize, fs->fs_fsmnt);
279                 panic("ffs_realloccg: bad size");
280         }
281         if (cred == NOCRED)
282                 panic("ffs_realloccg: missing credential");
283 #endif /* INVARIANTS */
284         reclaimed = 0;
285 retry:
286         if (priv_check_cred(cred, PRIV_VFS_BLOCKRESERVE, 0) &&
287             freespace(fs, fs->fs_minfree) -  numfrags(fs, nsize - osize) < 0) {
288                 goto nospace;
289         }
290         if (bprev == 0) {
291                 printf("dev = %s, bsize = %ld, bprev = %jd, fs = %s\n",
292                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_bsize, (intmax_t)bprev,
293                     fs->fs_fsmnt);
294                 panic("ffs_realloccg: bad bprev");
295         }
296         UFS_UNLOCK(ump);
297         /*
298          * Allocate the extra space in the buffer.
299          */
300         error = bread_gb(vp, lbprev, osize, NOCRED, gbflags, &bp);
301         if (error) {
302                 brelse(bp);
303                 return (error);
304         }
305
306         if (bp->b_blkno == bp->b_lblkno) {
307                 if (lbprev >= NDADDR)
308                         panic("ffs_realloccg: lbprev out of range");
309                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, bprev);
310         }
311
312 #ifdef QUOTA
313         error = chkdq(ip, btodb(nsize - osize), cred, 0);
314         if (error) {
315                 brelse(bp);
316                 return (error);
317         }
318 #endif
319         /*
320          * Check for extension in the existing location.
321          */
322         cg = dtog(fs, bprev);
323         UFS_LOCK(ump);
324         bno = ffs_fragextend(ip, cg, bprev, osize, nsize);
325         if (bno) {
326                 if (bp->b_blkno != fsbtodb(fs, bno))
327                         panic("ffs_realloccg: bad blockno");
328                 delta = btodb(nsize - osize);
329                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
330                 if (flags & IO_EXT)
331                         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
332                 else
333                         ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
334                 allocbuf(bp, nsize);
335                 bp->b_flags |= B_DONE;
336                 vfs_bio_bzero_buf(bp, osize, nsize - osize);
337                 if ((bp->b_flags & (B_MALLOC | B_VMIO)) == B_VMIO)
338                         vfs_bio_set_valid(bp, osize, nsize - osize);
339                 *bpp = bp;
340                 return (0);
341         }
342         /*
343          * Allocate a new disk location.
344          */
345         if (bpref >= fs->fs_size)
346                 bpref = 0;
347         switch ((int)fs->fs_optim) {
348         case FS_OPTSPACE:
349                 /*
350                  * Allocate an exact sized fragment. Although this makes
351                  * best use of space, we will waste time relocating it if
352                  * the file continues to grow. If the fragmentation is
353                  * less than half of the minimum free reserve, we choose
354                  * to begin optimizing for time.
355                  */
356                 request = nsize;
357                 if (fs->fs_minfree <= 5 ||
358                     fs->fs_cstotal.cs_nffree >
359                     (off_t)fs->fs_dsize * fs->fs_minfree / (2 * 100))
360                         break;
361                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from SPACE to TIME\n",
362                         fs->fs_fsmnt);
363                 fs->fs_optim = FS_OPTTIME;
364                 break;
365         case FS_OPTTIME:
366                 /*
367                  * At this point we have discovered a file that is trying to
368                  * grow a small fragment to a larger fragment. To save time,
369                  * we allocate a full sized block, then free the unused portion.
370                  * If the file continues to grow, the `ffs_fragextend' call
371                  * above will be able to grow it in place without further
372                  * copying. If aberrant programs cause disk fragmentation to
373                  * grow within 2% of the free reserve, we choose to begin
374                  * optimizing for space.
375                  */
376                 request = fs->fs_bsize;
377                 if (fs->fs_cstotal.cs_nffree <
378                     (off_t)fs->fs_dsize * (fs->fs_minfree - 2) / 100)
379                         break;
380                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from TIME to SPACE\n",
381                         fs->fs_fsmnt);
382                 fs->fs_optim = FS_OPTSPACE;
383                 break;
384         default:
385                 printf("dev = %s, optim = %ld, fs = %s\n",
386                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_optim, fs->fs_fsmnt);
387                 panic("ffs_realloccg: bad optim");
388                 /* NOTREACHED */
389         }
390         bno = ffs_hashalloc(ip, cg, bpref, request, nsize, ffs_alloccg);
391         if (bno > 0) {
392                 bp->b_blkno = fsbtodb(fs, bno);
393                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
394                         ffs_blkfree(ump, fs, ip->i_devvp, bprev, (long)osize,
395                             ip->i_number, vp->v_type, NULL);
396                 delta = btodb(nsize - osize);
397                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + delta);
398                 if (flags & IO_EXT)
399                         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
400                 else
401                         ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
402                 allocbuf(bp, nsize);
403                 bp->b_flags |= B_DONE;
404                 vfs_bio_bzero_buf(bp, osize, nsize - osize);
405                 if ((bp->b_flags & (B_MALLOC | B_VMIO)) == B_VMIO)
406                         vfs_bio_set_valid(bp, osize, nsize - osize);
407                 *bpp = bp;
408                 return (0);
409         }
410 #ifdef QUOTA
411         UFS_UNLOCK(ump);
412         /*
413          * Restore user's disk quota because allocation failed.
414          */
415         (void) chkdq(ip, -btodb(nsize - osize), cred, FORCE);
416         UFS_LOCK(ump);
417 #endif
418 nospace:
419         /*
420          * no space available
421          */
422         if (reclaimed == 0 && (flags & IO_BUFLOCKED) == 0) {
423                 reclaimed = 1;
424                 UFS_UNLOCK(ump);
425                 if (bp) {
426                         brelse(bp);
427                         bp = NULL;
428                 }
429                 UFS_LOCK(ump);
430                 softdep_request_cleanup(fs, vp, cred, FLUSH_BLOCKS_WAIT);
431                 goto retry;
432         }
433         UFS_UNLOCK(ump);
434         if (bp)
435                 brelse(bp);
436         if (reclaimed > 0 && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
437                 ffs_fserr(fs, ip->i_number, "filesystem full");
438                 uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n",
439                     fs->fs_fsmnt);
440         }
441         return (ENOSPC);
442 }
443
444 /*
445  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
446  *
447  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
448  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
449  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible
450  * from the end of the allocation for the logical block immediately
451  * preceding the current range. If successful, the physical block numbers
452  * in the buffer pointers and in the inode are changed to reflect the new
453  * allocation. If unsuccessful, the allocation is left unchanged. The
454  * success in doing the reallocation is returned. Note that the error
455  * return is not reflected back to the user. Rather the previous block
456  * allocation will be used.
457  */
458
459 SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, ffs, CTLFLAG_RW, 0, "FFS filesystem");
460
461 static int doasyncfree = 1;
462 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0,
463 "do not force synchronous writes when blocks are reallocated");
464
465 static int doreallocblks = 1;
466 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, doreallocblks, CTLFLAG_RW, &doreallocblks, 0,
467 "enable block reallocation");
468
469 static int maxclustersearch = 10;
470 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, OID_AUTO, maxclustersearch, CTLFLAG_RW, &maxclustersearch,
471 0, "max number of cylinder group to search for contigous blocks");
472
473 #ifdef DEBUG
474 static volatile int prtrealloc = 0;
475 #endif
476
477 int
478 ffs_reallocblks(ap)
479         struct vop_reallocblks_args /* {
480                 struct vnode *a_vp;
481                 struct cluster_save *a_buflist;
482         } */ *ap;
483 {
484
485         if (doreallocblks == 0)
486                 return (ENOSPC);
487         /*
488          * We can't wait in softdep prealloc as it may fsync and recurse
489          * here.  Instead we simply fail to reallocate blocks if this
490          * rare condition arises.
491          */
492         if (DOINGSOFTDEP(ap->a_vp))
493                 if (softdep_prealloc(ap->a_vp, MNT_NOWAIT) != 0)
494                         return (ENOSPC);
495         if (VTOI(ap->a_vp)->i_ump->um_fstype == UFS1)
496                 return (ffs_reallocblks_ufs1(ap));
497         return (ffs_reallocblks_ufs2(ap));
498 }
499         
500 static int
501 ffs_reallocblks_ufs1(ap)
502         struct vop_reallocblks_args /* {
503                 struct vnode *a_vp;
504                 struct cluster_save *a_buflist;
505         } */ *ap;
506 {
507         struct fs *fs;
508         struct inode *ip;
509         struct vnode *vp;
510         struct buf *sbp, *ebp;
511         ufs1_daddr_t *bap, *sbap, *ebap = 0;
512         struct cluster_save *buflist;
513         struct ufsmount *ump;
514         ufs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
515         ufs1_daddr_t soff, newblk, blkno;
516         ufs2_daddr_t pref;
517         struct indir start_ap[NIADDR + 1], end_ap[NIADDR + 1], *idp;
518         int i, cg, len, start_lvl, end_lvl, ssize;
519
520         vp = ap->a_vp;
521         ip = VTOI(vp);
522         fs = ip->i_fs;
523         ump = ip->i_ump;
524         /*
525          * If we are not tracking block clusters or if we have less than 4%
526          * free blocks left, then do not attempt to cluster. Running with
527          * less than 5% free block reserve is not recommended and those that
528          * choose to do so do not expect to have good file layout.
529          */
530         if (fs->fs_contigsumsize <= 0 || freespace(fs, 4) < 0)
531                 return (ENOSPC);
532         buflist = ap->a_buflist;
533         len = buflist->bs_nchildren;
534         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
535         end_lbn = start_lbn + len - 1;
536 #ifdef INVARIANTS
537         for (i = 0; i < len; i++)
538                 if (!ffs_checkblk(ip,
539                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
540                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
541         for (i = 1; i < len; i++)
542                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
543                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
544         blkno = buflist->bs_children[0]->b_blkno;
545         ssize = fsbtodb(fs, fs->fs_frag);
546         for (i = 1; i < len - 1; i++)
547                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != blkno + (i * ssize))
548                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
549 #endif
550         /*
551          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
552          * block, leave space for the indirect block. Indirect blocks
553          * are initially laid out in a position after the last direct
554          * block. Block reallocation would usually destroy locality by
555          * moving the indirect block out of the way to make room for
556          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
557          * this for other indirect block boundaries, but it is only
558          * important for the first one.
559          */
560         if (start_lbn < NDADDR && end_lbn >= NDADDR)
561                 return (ENOSPC);
562         /*
563          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
564          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
565          * the previous cylinder group.
566          */
567         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
568             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
569                 return (ENOSPC);
570         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
571             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
572                 return (ENOSPC);
573         /*
574          * Get the starting offset and block map for the first block.
575          */
576         if (start_lvl == 0) {
577                 sbap = &ip->i_din1->di_db[0];
578                 soff = start_lbn;
579         } else {
580                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
581                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
582                         brelse(sbp);
583                         return (ENOSPC);
584                 }
585                 sbap = (ufs1_daddr_t *)sbp->b_data;
586                 soff = idp->in_off;
587         }
588         /*
589          * If the block range spans two block maps, get the second map.
590          */
591         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
592                 ssize = len;
593         } else {
594 #ifdef INVARIANTS
595                 if (start_lvl > 0 &&
596                     start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
597                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
598 #endif
599                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
600                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &ebp))
601                         goto fail;
602                 ebap = (ufs1_daddr_t *)ebp->b_data;
603         }
604         /*
605          * Find the preferred location for the cluster. If we have not
606          * previously failed at this endeavor, then follow our standard
607          * preference calculation. If we have failed at it, then pick up
608          * where we last ended our search.
609          */
610         UFS_LOCK(ump);
611         if (ip->i_nextclustercg == -1)
612                 pref = ffs_blkpref_ufs1(ip, start_lbn, soff, sbap);
613         else
614                 pref = cgdata(fs, ip->i_nextclustercg);
615         /*
616          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
617          * To avoid wasting too much time, we limit the number of cylinder
618          * groups that we will search.
619          */
620         cg = dtog(fs, pref);
621         for (i = min(maxclustersearch, fs->fs_ncg); i > 0; i--) {
622                 if ((newblk = ffs_clusteralloc(ip, cg, pref, len)) != 0)
623                         break;
624                 cg += 1;
625                 if (cg >= fs->fs_ncg)
626                         cg = 0;
627         }
628         /*
629          * If we have failed in our search, record where we gave up for
630          * next time. Otherwise, fall back to our usual search citerion.
631          */
632         if (newblk == 0) {
633                 ip->i_nextclustercg = cg;
634                 UFS_UNLOCK(ump);
635                 goto fail;
636         }
637         ip->i_nextclustercg = -1;
638         /*
639          * We have found a new contiguous block.
640          *
641          * First we have to replace the old block pointers with the new
642          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
643          * with the file.
644          */
645 #ifdef DEBUG
646         if (prtrealloc)
647                 printf("realloc: ino %ju, lbns %jd-%jd\n\told:",
648                     (uintmax_t)ip->i_number,
649                     (intmax_t)start_lbn, (intmax_t)end_lbn);
650 #endif
651         blkno = newblk;
652         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
653                 if (i == ssize) {
654                         bap = ebap;
655                         soff = -i;
656                 }
657 #ifdef INVARIANTS
658                 if (!ffs_checkblk(ip,
659                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
660                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
661                 if (dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno) != *bap)
662                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
663 #endif
664 #ifdef DEBUG
665                 if (prtrealloc)
666                         printf(" %d,", *bap);
667 #endif
668                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
669                         if (sbap == &ip->i_din1->di_db[0] && i < ssize)
670                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
671                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
672                                     buflist->bs_children[i]);
673                         else
674                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
675                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
676                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
677                 }
678                 *bap++ = blkno;
679         }
680         /*
681          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
682          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
683          * the old block values may have been written to disk. In practise
684          * they are almost never written, but if we are concerned about
685          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
686          *
687          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
688          * that shows whether the associated buffers and inodes have
689          * been written. The flag should be set when the cluster is
690          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
691          * We can then check below to see if it is set, and do the
692          * synchronous write only when it has been cleared.
693          */
694         if (sbap != &ip->i_din1->di_db[0]) {
695                 if (doasyncfree)
696                         bdwrite(sbp);
697                 else
698                         bwrite(sbp);
699         } else {
700                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
701                 if (!doasyncfree)
702                         ffs_update(vp, 1);
703         }
704         if (ssize < len) {
705                 if (doasyncfree)
706                         bdwrite(ebp);
707                 else
708                         bwrite(ebp);
709         }
710         /*
711          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
712          */
713 #ifdef DEBUG
714         if (prtrealloc)
715                 printf("\n\tnew:");
716 #endif
717         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
718                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
719                         ffs_blkfree(ump, fs, ip->i_devvp,
720                             dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno),
721                             fs->fs_bsize, ip->i_number, vp->v_type, NULL);
722                 buflist->bs_children[i]->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
723 #ifdef INVARIANTS
724                 if (!ffs_checkblk(ip,
725                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
726                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
727 #endif
728 #ifdef DEBUG
729                 if (prtrealloc)
730                         printf(" %d,", blkno);
731 #endif
732         }
733 #ifdef DEBUG
734         if (prtrealloc) {
735                 prtrealloc--;
736                 printf("\n");
737         }
738 #endif
739         return (0);
740
741 fail:
742         if (ssize < len)
743                 brelse(ebp);
744         if (sbap != &ip->i_din1->di_db[0])
745                 brelse(sbp);
746         return (ENOSPC);
747 }
748
749 static int
750 ffs_reallocblks_ufs2(ap)
751         struct vop_reallocblks_args /* {
752                 struct vnode *a_vp;
753                 struct cluster_save *a_buflist;
754         } */ *ap;
755 {
756         struct fs *fs;
757         struct inode *ip;
758         struct vnode *vp;
759         struct buf *sbp, *ebp;
760         ufs2_daddr_t *bap, *sbap, *ebap = 0;
761         struct cluster_save *buflist;
762         struct ufsmount *ump;
763         ufs_lbn_t start_lbn, end_lbn;
764         ufs2_daddr_t soff, newblk, blkno, pref;
765         struct indir start_ap[NIADDR + 1], end_ap[NIADDR + 1], *idp;
766         int i, cg, len, start_lvl, end_lvl, ssize;
767
768         vp = ap->a_vp;
769         ip = VTOI(vp);
770         fs = ip->i_fs;
771         ump = ip->i_ump;
772         /*
773          * If we are not tracking block clusters or if we have less than 4%
774          * free blocks left, then do not attempt to cluster. Running with
775          * less than 5% free block reserve is not recommended and those that
776          * choose to do so do not expect to have good file layout.
777          */
778         if (fs->fs_contigsumsize <= 0 || freespace(fs, 4) < 0)
779                 return (ENOSPC);
780         buflist = ap->a_buflist;
781         len = buflist->bs_nchildren;
782         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
783         end_lbn = start_lbn + len - 1;
784 #ifdef INVARIANTS
785         for (i = 0; i < len; i++)
786                 if (!ffs_checkblk(ip,
787                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
788                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
789         for (i = 1; i < len; i++)
790                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
791                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
792         blkno = buflist->bs_children[0]->b_blkno;
793         ssize = fsbtodb(fs, fs->fs_frag);
794         for (i = 1; i < len - 1; i++)
795                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != blkno + (i * ssize))
796                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
797 #endif
798         /*
799          * If the cluster crosses the boundary for the first indirect
800          * block, do not move anything in it. Indirect blocks are
801          * usually initially laid out in a position between the data
802          * blocks. Block reallocation would usually destroy locality by
803          * moving the indirect block out of the way to make room for
804          * data blocks if we didn't compensate here. We should also do
805          * this for other indirect block boundaries, but it is only
806          * important for the first one.
807          */
808         if (start_lbn < NDADDR && end_lbn >= NDADDR)
809                 return (ENOSPC);
810         /*
811          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
812          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
813          * the previous cylinder group.
814          */
815         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
816             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
817                 return (ENOSPC);
818         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
819             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
820                 return (ENOSPC);
821         /*
822          * Get the starting offset and block map for the first block.
823          */
824         if (start_lvl == 0) {
825                 sbap = &ip->i_din2->di_db[0];
826                 soff = start_lbn;
827         } else {
828                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
829                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
830                         brelse(sbp);
831                         return (ENOSPC);
832                 }
833                 sbap = (ufs2_daddr_t *)sbp->b_data;
834                 soff = idp->in_off;
835         }
836         /*
837          * If the block range spans two block maps, get the second map.
838          */
839         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
840                 ssize = len;
841         } else {
842 #ifdef INVARIANTS
843                 if (start_lvl > 0 &&
844                     start_ap[start_lvl - 1].in_lbn == idp->in_lbn)
845                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
846 #endif
847                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
848                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->fs_bsize, NOCRED, &ebp))
849                         goto fail;
850                 ebap = (ufs2_daddr_t *)ebp->b_data;
851         }
852         /*
853          * Find the preferred location for the cluster. If we have not
854          * previously failed at this endeavor, then follow our standard
855          * preference calculation. If we have failed at it, then pick up
856          * where we last ended our search.
857          */
858         UFS_LOCK(ump);
859         if (ip->i_nextclustercg == -1)
860                 pref = ffs_blkpref_ufs2(ip, start_lbn, soff, sbap);
861         else
862                 pref = cgdata(fs, ip->i_nextclustercg);
863         /*
864          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
865          * To avoid wasting too much time, we limit the number of cylinder
866          * groups that we will search.
867          */
868         cg = dtog(fs, pref);
869         for (i = min(maxclustersearch, fs->fs_ncg); i > 0; i--) {
870                 if ((newblk = ffs_clusteralloc(ip, cg, pref, len)) != 0)
871                         break;
872                 cg += 1;
873                 if (cg >= fs->fs_ncg)
874                         cg = 0;
875         }
876         /*
877          * If we have failed in our search, record where we gave up for
878          * next time. Otherwise, fall back to our usual search citerion.
879          */
880         if (newblk == 0) {
881                 ip->i_nextclustercg = cg;
882                 UFS_UNLOCK(ump);
883                 goto fail;
884         }
885         ip->i_nextclustercg = -1;
886         /*
887          * We have found a new contiguous block.
888          *
889          * First we have to replace the old block pointers with the new
890          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
891          * with the file.
892          */
893 #ifdef DEBUG
894         if (prtrealloc)
895                 printf("realloc: ino %d, lbns %jd-%jd\n\told:", ip->i_number,
896                     (intmax_t)start_lbn, (intmax_t)end_lbn);
897 #endif
898         blkno = newblk;
899         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
900                 if (i == ssize) {
901                         bap = ebap;
902                         soff = -i;
903                 }
904 #ifdef INVARIANTS
905                 if (!ffs_checkblk(ip,
906                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
907                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
908                 if (dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno) != *bap)
909                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
910 #endif
911 #ifdef DEBUG
912                 if (prtrealloc)
913                         printf(" %jd,", (intmax_t)*bap);
914 #endif
915                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
916                         if (sbap == &ip->i_din2->di_db[0] && i < ssize)
917                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
918                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
919                                     buflist->bs_children[i]);
920                         else
921                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
922                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
923                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
924                 }
925                 *bap++ = blkno;
926         }
927         /*
928          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
929          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
930          * the old block values may have been written to disk. In practise
931          * they are almost never written, but if we are concerned about
932          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
933          *
934          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
935          * that shows whether the associated buffers and inodes have
936          * been written. The flag should be set when the cluster is
937          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
938          * We can then check below to see if it is set, and do the
939          * synchronous write only when it has been cleared.
940          */
941         if (sbap != &ip->i_din2->di_db[0]) {
942                 if (doasyncfree)
943                         bdwrite(sbp);
944                 else
945                         bwrite(sbp);
946         } else {
947                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
948                 if (!doasyncfree)
949                         ffs_update(vp, 1);
950         }
951         if (ssize < len) {
952                 if (doasyncfree)
953                         bdwrite(ebp);
954                 else
955                         bwrite(ebp);
956         }
957         /*
958          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
959          */
960 #ifdef DEBUG
961         if (prtrealloc)
962                 printf("\n\tnew:");
963 #endif
964         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
965                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
966                         ffs_blkfree(ump, fs, ip->i_devvp,
967                             dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno),
968                             fs->fs_bsize, ip->i_number, vp->v_type, NULL);
969                 buflist->bs_children[i]->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
970 #ifdef INVARIANTS
971                 if (!ffs_checkblk(ip,
972                    dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno), fs->fs_bsize))
973                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
974 #endif
975 #ifdef DEBUG
976                 if (prtrealloc)
977                         printf(" %jd,", (intmax_t)blkno);
978 #endif
979         }
980 #ifdef DEBUG
981         if (prtrealloc) {
982                 prtrealloc--;
983                 printf("\n");
984         }
985 #endif
986         return (0);
987
988 fail:
989         if (ssize < len)
990                 brelse(ebp);
991         if (sbap != &ip->i_din2->di_db[0])
992                 brelse(sbp);
993         return (ENOSPC);
994 }
995
996 /*
997  * Allocate an inode in the filesystem.
998  *
999  * If allocating a directory, use ffs_dirpref to select the inode.
1000  * If allocating in a directory, the following hierarchy is followed:
1001  *   1) allocate the preferred inode.
1002  *   2) allocate an inode in the same cylinder group.
1003  *   3) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
1004  *      available inode is located.
1005  * If no inode preference is given the following hierarchy is used
1006  * to allocate an inode:
1007  *   1) allocate an inode in cylinder group 0.
1008  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
1009  *      available inode is located.
1010  */
1011 int
1012 ffs_valloc(pvp, mode, cred, vpp)
1013         struct vnode *pvp;
1014         int mode;
1015         struct ucred *cred;
1016         struct vnode **vpp;
1017 {
1018         struct inode *pip;
1019         struct fs *fs;
1020         struct inode *ip;
1021         struct timespec ts;
1022         struct ufsmount *ump;
1023         ino_t ino, ipref;
1024         u_int cg;
1025         int error, error1, reclaimed;
1026         static struct timeval lastfail;
1027         static int curfail;
1028
1029         *vpp = NULL;
1030         pip = VTOI(pvp);
1031         fs = pip->i_fs;
1032         ump = pip->i_ump;
1033
1034         UFS_LOCK(ump);
1035         reclaimed = 0;
1036 retry:
1037         if (fs->fs_cstotal.cs_nifree == 0)
1038                 goto noinodes;
1039
1040         if ((mode & IFMT) == IFDIR)
1041                 ipref = ffs_dirpref(pip);
1042         else
1043                 ipref = pip->i_number;
1044         if (ipref >= fs->fs_ncg * fs->fs_ipg)
1045                 ipref = 0;
1046         cg = ino_to_cg(fs, ipref);
1047         /*
1048          * Track number of dirs created one after another
1049          * in a same cg without intervening by files.
1050          */
1051         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1052                 if (fs->fs_contigdirs[cg] < 255)
1053                         fs->fs_contigdirs[cg]++;
1054         } else {
1055                 if (fs->fs_contigdirs[cg] > 0)
1056                         fs->fs_contigdirs[cg]--;
1057         }
1058         ino = (ino_t)ffs_hashalloc(pip, cg, ipref, mode, 0,
1059                                         (allocfcn_t *)ffs_nodealloccg);
1060         if (ino == 0)
1061                 goto noinodes;
1062         error = ffs_vget(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp);
1063         if (error) {
1064                 error1 = ffs_vgetf(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp,
1065                     FFSV_FORCEINSMQ);
1066                 ffs_vfree(pvp, ino, mode);
1067                 if (error1 == 0) {
1068                         ip = VTOI(*vpp);
1069                         if (ip->i_mode)
1070                                 goto dup_alloc;
1071                         ip->i_flag |= IN_MODIFIED;
1072                         vput(*vpp);
1073                 }
1074                 return (error);
1075         }
1076         ip = VTOI(*vpp);
1077         if (ip->i_mode) {
1078 dup_alloc:
1079                 printf("mode = 0%o, inum = %lu, fs = %s\n",
1080                     ip->i_mode, (u_long)ip->i_number, fs->fs_fsmnt);
1081                 panic("ffs_valloc: dup alloc");
1082         }
1083         if (DIP(ip, i_blocks) && (fs->fs_flags & FS_UNCLEAN) == 0) {  /* XXX */
1084                 printf("free inode %s/%lu had %ld blocks\n",
1085                     fs->fs_fsmnt, (u_long)ino, (long)DIP(ip, i_blocks));
1086                 DIP_SET(ip, i_blocks, 0);
1087         }
1088         ip->i_flags = 0;
1089         DIP_SET(ip, i_flags, 0);
1090         /*
1091          * Set up a new generation number for this inode.
1092          */
1093         if (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
1094                 ip->i_gen = arc4random() / 2 + 1;
1095         DIP_SET(ip, i_gen, ip->i_gen);
1096         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC) {
1097                 vfs_timestamp(&ts);
1098                 ip->i_din2->di_birthtime = ts.tv_sec;
1099                 ip->i_din2->di_birthnsec = ts.tv_nsec;
1100         }
1101         ufs_prepare_reclaim(*vpp);
1102         ip->i_flag = 0;
1103         (*vpp)->v_vflag = 0;
1104         (*vpp)->v_type = VNON;
1105         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC)
1106                 (*vpp)->v_op = &ffs_vnodeops2;
1107         else
1108                 (*vpp)->v_op = &ffs_vnodeops1;
1109         return (0);
1110 noinodes:
1111         if (reclaimed == 0) {
1112                 reclaimed = 1;
1113                 softdep_request_cleanup(fs, pvp, cred, FLUSH_INODES_WAIT);
1114                 goto retry;
1115         }
1116         UFS_UNLOCK(ump);
1117         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
1118                 ffs_fserr(fs, pip->i_number, "out of inodes");
1119                 uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n",
1120                     fs->fs_fsmnt);
1121         }
1122         return (ENOSPC);
1123 }
1124
1125 /*
1126  * Find a cylinder group to place a directory.
1127  *
1128  * The policy implemented by this algorithm is to allocate a
1129  * directory inode in the same cylinder group as its parent
1130  * directory, but also to reserve space for its files inodes
1131  * and data. Restrict the number of directories which may be
1132  * allocated one after another in the same cylinder group
1133  * without intervening allocation of files.
1134  *
1135  * If we allocate a first level directory then force allocation
1136  * in another cylinder group.
1137  */
1138 static ino_t
1139 ffs_dirpref(pip)
1140         struct inode *pip;
1141 {
1142         struct fs *fs;
1143         int cg, prefcg, dirsize, cgsize;
1144         u_int avgifree, avgbfree, avgndir, curdirsize;
1145         u_int minifree, minbfree, maxndir;
1146         u_int mincg, minndir;
1147         u_int maxcontigdirs;
1148
1149         mtx_assert(UFS_MTX(pip->i_ump), MA_OWNED);
1150         fs = pip->i_fs;
1151
1152         avgifree = fs->fs_cstotal.cs_nifree / fs->fs_ncg;
1153         avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1154         avgndir = fs->fs_cstotal.cs_ndir / fs->fs_ncg;
1155
1156         /*
1157          * Force allocation in another cg if creating a first level dir.
1158          */
1159         ASSERT_VOP_LOCKED(ITOV(pip), "ffs_dirpref");
1160         if (ITOV(pip)->v_vflag & VV_ROOT) {
1161                 prefcg = arc4random() % fs->fs_ncg;
1162                 mincg = prefcg;
1163                 minndir = fs->fs_ipg;
1164                 for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1165                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
1166                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree &&
1167                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1168                                 mincg = cg;
1169                                 minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
1170                         }
1171                 for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1172                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
1173                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree &&
1174                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1175                                 mincg = cg;
1176                                 minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
1177                         }
1178                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * mincg));
1179         }
1180
1181         /*
1182          * Count various limits which used for
1183          * optimal allocation of a directory inode.
1184          */
1185         maxndir = min(avgndir + fs->fs_ipg / 16, fs->fs_ipg);
1186         minifree = avgifree - avgifree / 4;
1187         if (minifree < 1)
1188                 minifree = 1;
1189         minbfree = avgbfree - avgbfree / 4;
1190         if (minbfree < 1)
1191                 minbfree = 1;
1192         cgsize = fs->fs_fsize * fs->fs_fpg;
1193         dirsize = fs->fs_avgfilesize * fs->fs_avgfpdir;
1194         curdirsize = avgndir ? (cgsize - avgbfree * fs->fs_bsize) / avgndir : 0;
1195         if (dirsize < curdirsize)
1196                 dirsize = curdirsize;
1197         if (dirsize <= 0)
1198                 maxcontigdirs = 0;              /* dirsize overflowed */
1199         else
1200                 maxcontigdirs = min((avgbfree * fs->fs_bsize) / dirsize, 255);
1201         if (fs->fs_avgfpdir > 0)
1202                 maxcontigdirs = min(maxcontigdirs,
1203                                     fs->fs_ipg / fs->fs_avgfpdir);
1204         if (maxcontigdirs == 0)
1205                 maxcontigdirs = 1;
1206
1207         /*
1208          * Limit number of dirs in one cg and reserve space for 
1209          * regular files, but only if we have no deficit in
1210          * inodes or space.
1211          *
1212          * We are trying to find a suitable cylinder group nearby
1213          * our preferred cylinder group to place a new directory.
1214          * We scan from our preferred cylinder group forward looking
1215          * for a cylinder group that meets our criterion. If we get
1216          * to the final cylinder group and do not find anything,
1217          * we start scanning backwards from our preferred cylinder
1218          * group. The ideal would be to alternate looking forward
1219          * and backward, but that is just too complex to code for
1220          * the gain it would get. The most likely place where the
1221          * backward scan would take effect is when we start near
1222          * the end of the filesystem and do not find anything from
1223          * where we are to the end. In that case, scanning backward
1224          * will likely find us a suitable cylinder group much closer
1225          * to our desired location than if we were to start scanning
1226          * forward from the beginning of the filesystem.
1227          */
1228         prefcg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
1229         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1230                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
1231                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
1232                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
1233                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
1234                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1235                 }
1236         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1237                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
1238                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
1239                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
1240                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
1241                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1242                 }
1243         /*
1244          * This is a backstop when we have deficit in space.
1245          */
1246         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1247                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
1248                         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1249         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
1250                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
1251                         break;
1252         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Select the desired position for the next block in a file.  The file is
1257  * logically divided into sections. The first section is composed of the
1258  * direct blocks and the next fs_maxbpg blocks. Each additional section
1259  * contains fs_maxbpg blocks.
1260  *
1261  * If no blocks have been allocated in the first section, the policy is to
1262  * request a block in the same cylinder group as the inode that describes
1263  * the file. The first indirect is allocated immediately following the last
1264  * direct block and the data blocks for the first indirect immediately
1265  * follow it.
1266  *
1267  * If no blocks have been allocated in any other section, the indirect 
1268  * block(s) are allocated in the same cylinder group as its inode in an
1269  * area reserved immediately following the inode blocks. The policy for
1270  * the data blocks is to place them in a cylinder group with a greater than
1271  * average number of free blocks. An appropriate cylinder group is found
1272  * by using a rotor that sweeps the cylinder groups. When a new group of
1273  * blocks is needed, the sweep begins in the cylinder group following the
1274  * cylinder group from which the previous allocation was made. The sweep
1275  * continues until a cylinder group with greater than the average number
1276  * of free blocks is found. If the allocation is for the first block in an
1277  * indirect block or the previous block is a hole, then the information on
1278  * the previous allocation is unavailable; here a best guess is made based
1279  * on the logical block number being allocated.
1280  *
1281  * If a section is already partially allocated, the policy is to
1282  * allocate blocks contiguously within the section if possible.
1283  */
1284 ufs2_daddr_t
1285 ffs_blkpref_ufs1(ip, lbn, indx, bap)
1286         struct inode *ip;
1287         ufs_lbn_t lbn;
1288         int indx;
1289         ufs1_daddr_t *bap;
1290 {
1291         struct fs *fs;
1292         u_int cg, inocg;
1293         u_int avgbfree, startcg;
1294         ufs2_daddr_t pref;
1295
1296         KASSERT(indx <= 0 || bap != NULL, ("need non-NULL bap"));
1297         mtx_assert(UFS_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
1298         fs = ip->i_fs;
1299         /*
1300          * Allocation of indirect blocks is indicated by passing negative
1301          * values in indx: -1 for single indirect, -2 for double indirect,
1302          * -3 for triple indirect. As noted below, we attempt to allocate
1303          * the first indirect inline with the file data. For all later
1304          * indirect blocks, the data is often allocated in other cylinder
1305          * groups. However to speed random file access and to speed up
1306          * fsck, the filesystem reserves the first fs_metaspace blocks
1307          * (typically half of fs_minfree) of the data area of each cylinder
1308          * group to hold these later indirect blocks.
1309          */
1310         inocg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
1311         if (indx < 0) {
1312                 /*
1313                  * Our preference for indirect blocks is the zone at the
1314                  * beginning of the inode's cylinder group data area that
1315                  * we try to reserve for indirect blocks.
1316                  */
1317                 pref = cgmeta(fs, inocg);
1318                 /*
1319                  * If we are allocating the first indirect block, try to
1320                  * place it immediately following the last direct block.
1321                  */
1322                 if (indx == -1 && lbn < NDADDR + NINDIR(fs) &&
1323                     ip->i_din1->di_db[NDADDR - 1] != 0)
1324                         pref = ip->i_din1->di_db[NDADDR - 1] + fs->fs_frag;
1325                 return (pref);
1326         }
1327         /*
1328          * If we are allocating the first data block in the first indirect
1329          * block and the indirect has been allocated in the data block area,
1330          * try to place it immediately following the indirect block.
1331          */
1332         if (lbn == NDADDR) {
1333                 pref = ip->i_din1->di_ib[0];
1334                 if (pref != 0 && pref >= cgdata(fs, inocg) &&
1335                     pref < cgbase(fs, inocg + 1))
1336                         return (pref + fs->fs_frag);
1337         }
1338         /*
1339          * If we are at the beginning of a file, or we have already allocated
1340          * the maximum number of blocks per cylinder group, or we do not
1341          * have a block allocated immediately preceeding us, then we need
1342          * to decide where to start allocating new blocks.
1343          */
1344         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || bap[indx - 1] == 0) {
1345                 /*
1346                  * If we are allocating a directory data block, we want
1347                  * to place it in the metadata area.
1348                  */
1349                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR)
1350                         return (cgmeta(fs, inocg));
1351                 /*
1352                  * Until we fill all the direct and all the first indirect's
1353                  * blocks, we try to allocate in the data area of the inode's
1354                  * cylinder group.
1355                  */
1356                 if (lbn < NDADDR + NINDIR(fs))
1357                         return (cgdata(fs, inocg));
1358                 /*
1359                  * Find a cylinder with greater than average number of
1360                  * unused data blocks.
1361                  */
1362                 if (indx == 0 || bap[indx - 1] == 0)
1363                         startcg = inocg + lbn / fs->fs_maxbpg;
1364                 else
1365                         startcg = dtog(fs, bap[indx - 1]) + 1;
1366                 startcg %= fs->fs_ncg;
1367                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1368                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1369                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1370                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1371                                 return (cgdata(fs, cg));
1372                         }
1373                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
1374                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1375                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1376                                 return (cgdata(fs, cg));
1377                         }
1378                 return (0);
1379         }
1380         /*
1381          * Otherwise, we just always try to lay things out contiguously.
1382          */
1383         return (bap[indx - 1] + fs->fs_frag);
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Same as above, but for UFS2
1388  */
1389 ufs2_daddr_t
1390 ffs_blkpref_ufs2(ip, lbn, indx, bap)
1391         struct inode *ip;
1392         ufs_lbn_t lbn;
1393         int indx;
1394         ufs2_daddr_t *bap;
1395 {
1396         struct fs *fs;
1397         u_int cg, inocg;
1398         u_int avgbfree, startcg;
1399         ufs2_daddr_t pref;
1400
1401         KASSERT(indx <= 0 || bap != NULL, ("need non-NULL bap"));
1402         mtx_assert(UFS_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
1403         fs = ip->i_fs;
1404         /*
1405          * Allocation of indirect blocks is indicated by passing negative
1406          * values in indx: -1 for single indirect, -2 for double indirect,
1407          * -3 for triple indirect. As noted below, we attempt to allocate
1408          * the first indirect inline with the file data. For all later
1409          * indirect blocks, the data is often allocated in other cylinder
1410          * groups. However to speed random file access and to speed up
1411          * fsck, the filesystem reserves the first fs_metaspace blocks
1412          * (typically half of fs_minfree) of the data area of each cylinder
1413          * group to hold these later indirect blocks.
1414          */
1415         inocg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
1416         if (indx < 0) {
1417                 /*
1418                  * Our preference for indirect blocks is the zone at the
1419                  * beginning of the inode's cylinder group data area that
1420                  * we try to reserve for indirect blocks.
1421                  */
1422                 pref = cgmeta(fs, inocg);
1423                 /*
1424                  * If we are allocating the first indirect block, try to
1425                  * place it immediately following the last direct block.
1426                  */
1427                 if (indx == -1 && lbn < NDADDR + NINDIR(fs) &&
1428                     ip->i_din2->di_db[NDADDR - 1] != 0)
1429                         pref = ip->i_din2->di_db[NDADDR - 1] + fs->fs_frag;
1430                 return (pref);
1431         }
1432         /*
1433          * If we are allocating the first data block in the first indirect
1434          * block and the indirect has been allocated in the data block area,
1435          * try to place it immediately following the indirect block.
1436          */
1437         if (lbn == NDADDR) {
1438                 pref = ip->i_din2->di_ib[0];
1439                 if (pref != 0 && pref >= cgdata(fs, inocg) &&
1440                     pref < cgbase(fs, inocg + 1))
1441                         return (pref + fs->fs_frag);
1442         }
1443         /*
1444          * If we are at the beginning of a file, or we have already allocated
1445          * the maximum number of blocks per cylinder group, or we do not
1446          * have a block allocated immediately preceeding us, then we need
1447          * to decide where to start allocating new blocks.
1448          */
1449         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || bap[indx - 1] == 0) {
1450                 /*
1451                  * If we are allocating a directory data block, we want
1452                  * to place it in the metadata area.
1453                  */
1454                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR)
1455                         return (cgmeta(fs, inocg));
1456                 /*
1457                  * Until we fill all the direct and all the first indirect's
1458                  * blocks, we try to allocate in the data area of the inode's
1459                  * cylinder group.
1460                  */
1461                 if (lbn < NDADDR + NINDIR(fs))
1462                         return (cgdata(fs, inocg));
1463                 /*
1464                  * Find a cylinder with greater than average number of
1465                  * unused data blocks.
1466                  */
1467                 if (indx == 0 || bap[indx - 1] == 0)
1468                         startcg = inocg + lbn / fs->fs_maxbpg;
1469                 else
1470                         startcg = dtog(fs, bap[indx - 1]) + 1;
1471                 startcg %= fs->fs_ncg;
1472                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
1473                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
1474                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1475                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1476                                 return (cgdata(fs, cg));
1477                         }
1478                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
1479                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
1480                                 fs->fs_cgrotor = cg;
1481                                 return (cgdata(fs, cg));
1482                         }
1483                 return (0);
1484         }
1485         /*
1486          * Otherwise, we just always try to lay things out contiguously.
1487          */
1488         return (bap[indx - 1] + fs->fs_frag);
1489 }
1490
1491 /*
1492  * Implement the cylinder overflow algorithm.
1493  *
1494  * The policy implemented by this algorithm is:
1495  *   1) allocate the block in its requested cylinder group.
1496  *   2) quadradically rehash on the cylinder group number.
1497  *   3) brute force search for a free block.
1498  *
1499  * Must be called with the UFS lock held.  Will release the lock on success
1500  * and return with it held on failure.
1501  */
1502 /*VARARGS5*/
1503 static ufs2_daddr_t
1504 ffs_hashalloc(ip, cg, pref, size, rsize, allocator)
1505         struct inode *ip;
1506         u_int cg;
1507         ufs2_daddr_t pref;
1508         int size;       /* Search size for data blocks, mode for inodes */
1509         int rsize;      /* Real allocated size. */
1510         allocfcn_t *allocator;
1511 {
1512         struct fs *fs;
1513         ufs2_daddr_t result;
1514         u_int i, icg = cg;
1515
1516         mtx_assert(UFS_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
1517 #ifdef INVARIANTS
1518         if (ITOV(ip)->v_mount->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPENDED)
1519                 panic("ffs_hashalloc: allocation on suspended filesystem");
1520 #endif
1521         fs = ip->i_fs;
1522         /*
1523          * 1: preferred cylinder group
1524          */
1525         result = (*allocator)(ip, cg, pref, size, rsize);
1526         if (result)
1527                 return (result);
1528         /*
1529          * 2: quadratic rehash
1530          */
1531         for (i = 1; i < fs->fs_ncg; i *= 2) {
1532                 cg += i;
1533                 if (cg >= fs->fs_ncg)
1534                         cg -= fs->fs_ncg;
1535                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size, rsize);
1536                 if (result)
1537                         return (result);
1538         }
1539         /*
1540          * 3: brute force search
1541          * Note that we start at i == 2, since 0 was checked initially,
1542          * and 1 is always checked in the quadratic rehash.
1543          */
1544         cg = (icg + 2) % fs->fs_ncg;
1545         for (i = 2; i < fs->fs_ncg; i++) {
1546                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size, rsize);
1547                 if (result)
1548                         return (result);
1549                 cg++;
1550                 if (cg == fs->fs_ncg)
1551                         cg = 0;
1552         }
1553         return (0);
1554 }
1555
1556 /*
1557  * Determine whether a fragment can be extended.
1558  *
1559  * Check to see if the necessary fragments are available, and
1560  * if they are, allocate them.
1561  */
1562 static ufs2_daddr_t
1563 ffs_fragextend(ip, cg, bprev, osize, nsize)
1564         struct inode *ip;
1565         u_int cg;
1566         ufs2_daddr_t bprev;
1567         int osize, nsize;
1568 {
1569         struct fs *fs;
1570         struct cg *cgp;
1571         struct buf *bp;
1572         struct ufsmount *ump;
1573         int nffree;
1574         long bno;
1575         int frags, bbase;
1576         int i, error;
1577         u_int8_t *blksfree;
1578
1579         ump = ip->i_ump;
1580         fs = ip->i_fs;
1581         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree < numfrags(fs, nsize - osize))
1582                 return (0);
1583         frags = numfrags(fs, nsize);
1584         bbase = fragnum(fs, bprev);
1585         if (bbase > fragnum(fs, (bprev + frags - 1))) {
1586                 /* cannot extend across a block boundary */
1587                 return (0);
1588         }
1589         UFS_UNLOCK(ump);
1590         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
1591                 (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
1592         if (error)
1593                 goto fail;
1594         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1595         if (!cg_chkmagic(cgp))
1596                 goto fail;
1597         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
1598         cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
1599         bno = dtogd(fs, bprev);
1600         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1601         for (i = numfrags(fs, osize); i < frags; i++)
1602                 if (isclr(blksfree, bno + i))
1603                         goto fail;
1604         /*
1605          * the current fragment can be extended
1606          * deduct the count on fragment being extended into
1607          * increase the count on the remaining fragment (if any)
1608          * allocate the extended piece
1609          */
1610         for (i = frags; i < fs->fs_frag - bbase; i++)
1611                 if (isclr(blksfree, bno + i))
1612                         break;
1613         cgp->cg_frsum[i - numfrags(fs, osize)]--;
1614         if (i != frags)
1615                 cgp->cg_frsum[i - frags]++;
1616         for (i = numfrags(fs, osize), nffree = 0; i < frags; i++) {
1617                 clrbit(blksfree, bno + i);
1618                 cgp->cg_cs.cs_nffree--;
1619                 nffree++;
1620         }
1621         UFS_LOCK(ump);
1622         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= nffree;
1623         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= nffree;
1624         fs->fs_fmod = 1;
1625         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1626         UFS_UNLOCK(ump);
1627         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1628                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), bprev,
1629                     frags, numfrags(fs, osize));
1630         bdwrite(bp);
1631         return (bprev);
1632
1633 fail:
1634         brelse(bp);
1635         UFS_LOCK(ump);
1636         return (0);
1637
1638 }
1639
1640 /*
1641  * Determine whether a block can be allocated.
1642  *
1643  * Check to see if a block of the appropriate size is available,
1644  * and if it is, allocate it.
1645  */
1646 static ufs2_daddr_t
1647 ffs_alloccg(ip, cg, bpref, size, rsize)
1648         struct inode *ip;
1649         u_int cg;
1650         ufs2_daddr_t bpref;
1651         int size;
1652         int rsize;
1653 {
1654         struct fs *fs;
1655         struct cg *cgp;
1656         struct buf *bp;
1657         struct ufsmount *ump;
1658         ufs1_daddr_t bno;
1659         ufs2_daddr_t blkno;
1660         int i, allocsiz, error, frags;
1661         u_int8_t *blksfree;
1662
1663         ump = ip->i_ump;
1664         fs = ip->i_fs;
1665         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize)
1666                 return (0);
1667         UFS_UNLOCK(ump);
1668         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
1669                 (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
1670         if (error)
1671                 goto fail;
1672         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1673         if (!cg_chkmagic(cgp) ||
1674             (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize))
1675                 goto fail;
1676         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
1677         cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
1678         if (size == fs->fs_bsize) {
1679                 UFS_LOCK(ump);
1680                 blkno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, rsize);
1681                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
1682                 UFS_UNLOCK(ump);
1683                 bdwrite(bp);
1684                 return (blkno);
1685         }
1686         /*
1687          * check to see if any fragments are already available
1688          * allocsiz is the size which will be allocated, hacking
1689          * it down to a smaller size if necessary
1690          */
1691         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1692         frags = numfrags(fs, size);
1693         for (allocsiz = frags; allocsiz < fs->fs_frag; allocsiz++)
1694                 if (cgp->cg_frsum[allocsiz] != 0)
1695                         break;
1696         if (allocsiz == fs->fs_frag) {
1697                 /*
1698                  * no fragments were available, so a block will be
1699                  * allocated, and hacked up
1700                  */
1701                 if (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0)
1702                         goto fail;
1703                 UFS_LOCK(ump);
1704                 blkno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, rsize);
1705                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
1706                 UFS_UNLOCK(ump);
1707                 bdwrite(bp);
1708                 return (blkno);
1709         }
1710         KASSERT(size == rsize,
1711             ("ffs_alloccg: size(%d) != rsize(%d)", size, rsize));
1712         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz);
1713         if (bno < 0)
1714                 goto fail;
1715         for (i = 0; i < frags; i++)
1716                 clrbit(blksfree, bno + i);
1717         cgp->cg_cs.cs_nffree -= frags;
1718         cgp->cg_frsum[allocsiz]--;
1719         if (frags != allocsiz)
1720                 cgp->cg_frsum[allocsiz - frags]++;
1721         UFS_LOCK(ump);
1722         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= frags;
1723         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= frags;
1724         fs->fs_fmod = 1;
1725         blkno = cgbase(fs, cg) + bno;
1726         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1727         UFS_UNLOCK(ump);
1728         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1729                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), blkno, frags, 0);
1730         bdwrite(bp);
1731         return (blkno);
1732
1733 fail:
1734         brelse(bp);
1735         UFS_LOCK(ump);
1736         return (0);
1737 }
1738
1739 /*
1740  * Allocate a block in a cylinder group.
1741  *
1742  * This algorithm implements the following policy:
1743  *   1) allocate the requested block.
1744  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
1745  *   3) allocate the next available block on the block rotor for the
1746  *      specified cylinder group.
1747  * Note that this routine only allocates fs_bsize blocks; these
1748  * blocks may be fragmented by the routine that allocates them.
1749  */
1750 static ufs2_daddr_t
1751 ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref, size)
1752         struct inode *ip;
1753         struct buf *bp;
1754         ufs2_daddr_t bpref;
1755         int size;
1756 {
1757         struct fs *fs;
1758         struct cg *cgp;
1759         struct ufsmount *ump;
1760         ufs1_daddr_t bno;
1761         ufs2_daddr_t blkno;
1762         u_int8_t *blksfree;
1763         int i, cgbpref;
1764
1765         fs = ip->i_fs;
1766         ump = ip->i_ump;
1767         mtx_assert(UFS_MTX(ump), MA_OWNED);
1768         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1769         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1770         if (bpref == 0) {
1771                 bpref = cgbase(fs, cgp->cg_cgx) + cgp->cg_rotor + fs->fs_frag;
1772         } else if ((cgbpref = dtog(fs, bpref)) != cgp->cg_cgx) {
1773                 /* map bpref to correct zone in this cg */
1774                 if (bpref < cgdata(fs, cgbpref))
1775                         bpref = cgmeta(fs, cgp->cg_cgx);
1776                 else
1777                         bpref = cgdata(fs, cgp->cg_cgx);
1778         }
1779         /*
1780          * if the requested block is available, use it
1781          */
1782         bno = dtogd(fs, blknum(fs, bpref));
1783         if (ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, bno)))
1784                 goto gotit;
1785         /*
1786          * Take the next available block in this cylinder group.
1787          */
1788         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, (int)fs->fs_frag);
1789         if (bno < 0)
1790                 return (0);
1791         /* Update cg_rotor only if allocated from the data zone */
1792         if (bno >= dtogd(fs, cgdata(fs, cgp->cg_cgx)))
1793                 cgp->cg_rotor = bno;
1794 gotit:
1795         blkno = fragstoblks(fs, bno);
1796         ffs_clrblock(fs, blksfree, (long)blkno);
1797         ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, -1);
1798         cgp->cg_cs.cs_nbfree--;
1799         fs->fs_cstotal.cs_nbfree--;
1800         fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nbfree--;
1801         fs->fs_fmod = 1;
1802         blkno = cgbase(fs, cgp->cg_cgx) + bno;
1803         /*
1804          * If the caller didn't want the whole block free the frags here.
1805          */
1806         size = numfrags(fs, size);
1807         if (size != fs->fs_frag) {
1808                 bno = dtogd(fs, blkno);
1809                 for (i = size; i < fs->fs_frag; i++)
1810                         setbit(blksfree, bno + i);
1811                 i = fs->fs_frag - size;
1812                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
1813                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
1814                 fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nffree += i;
1815                 fs->fs_fmod = 1;
1816                 cgp->cg_frsum[i]++;
1817         }
1818         /* XXX Fixme. */
1819         UFS_UNLOCK(ump);
1820         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1821                 softdep_setup_blkmapdep(bp, UFSTOVFS(ump), blkno,
1822                     size, 0);
1823         UFS_LOCK(ump);
1824         return (blkno);
1825 }
1826
1827 /*
1828  * Determine whether a cluster can be allocated.
1829  *
1830  * We do not currently check for optimal rotational layout if there
1831  * are multiple choices in the same cylinder group. Instead we just
1832  * take the first one that we find following bpref.
1833  */
1834 static ufs2_daddr_t
1835 ffs_clusteralloc(ip, cg, bpref, len)
1836         struct inode *ip;
1837         u_int cg;
1838         ufs2_daddr_t bpref;
1839         int len;
1840 {
1841         struct fs *fs;
1842         struct cg *cgp;
1843         struct buf *bp;
1844         struct ufsmount *ump;
1845         int i, run, bit, map, got;
1846         ufs2_daddr_t bno;
1847         u_char *mapp;
1848         int32_t *lp;
1849         u_int8_t *blksfree;
1850
1851         fs = ip->i_fs;
1852         ump = ip->i_ump;
1853         if (fs->fs_maxcluster[cg] < len)
1854                 return (0);
1855         UFS_UNLOCK(ump);
1856         if (bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)), (int)fs->fs_cgsize,
1857             NOCRED, &bp))
1858                 goto fail_lock;
1859         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1860         if (!cg_chkmagic(cgp))
1861                 goto fail_lock;
1862         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
1863         /*
1864          * Check to see if a cluster of the needed size (or bigger) is
1865          * available in this cylinder group.
1866          */
1867         lp = &cg_clustersum(cgp)[len];
1868         for (i = len; i <= fs->fs_contigsumsize; i++)
1869                 if (*lp++ > 0)
1870                         break;
1871         if (i > fs->fs_contigsumsize) {
1872                 /*
1873                  * This is the first time looking for a cluster in this
1874                  * cylinder group. Update the cluster summary information
1875                  * to reflect the true maximum sized cluster so that
1876                  * future cluster allocation requests can avoid reading
1877                  * the cylinder group map only to find no clusters.
1878                  */
1879                 lp = &cg_clustersum(cgp)[len - 1];
1880                 for (i = len - 1; i > 0; i--)
1881                         if (*lp-- > 0)
1882                                 break;
1883                 UFS_LOCK(ump);
1884                 fs->fs_maxcluster[cg] = i;
1885                 goto fail;
1886         }
1887         /*
1888          * Search the cluster map to find a big enough cluster.
1889          * We take the first one that we find, even if it is larger
1890          * than we need as we prefer to get one close to the previous
1891          * block allocation. We do not search before the current
1892          * preference point as we do not want to allocate a block
1893          * that is allocated before the previous one (as we will
1894          * then have to wait for another pass of the elevator
1895          * algorithm before it will be read). We prefer to fail and
1896          * be recalled to try an allocation in the next cylinder group.
1897          */
1898         if (dtog(fs, bpref) != cg)
1899                 bpref = cgdata(fs, cg);
1900         else
1901                 bpref = blknum(fs, bpref);
1902         bpref = fragstoblks(fs, dtogd(fs, bpref));
1903         mapp = &cg_clustersfree(cgp)[bpref / NBBY];
1904         map = *mapp++;
1905         bit = 1 << (bpref % NBBY);
1906         for (run = 0, got = bpref; got < cgp->cg_nclusterblks; got++) {
1907                 if ((map & bit) == 0) {
1908                         run = 0;
1909                 } else {
1910                         run++;
1911                         if (run == len)
1912                                 break;
1913                 }
1914                 if ((got & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1)) {
1915                         bit <<= 1;
1916                 } else {
1917                         map = *mapp++;
1918                         bit = 1;
1919                 }
1920         }
1921         if (got >= cgp->cg_nclusterblks)
1922                 goto fail_lock;
1923         /*
1924          * Allocate the cluster that we have found.
1925          */
1926         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1927         for (i = 1; i <= len; i++)
1928                 if (!ffs_isblock(fs, blksfree, got - run + i))
1929                         panic("ffs_clusteralloc: map mismatch");
1930         bno = cgbase(fs, cg) + blkstofrags(fs, got - run + 1);
1931         if (dtog(fs, bno) != cg)
1932                 panic("ffs_clusteralloc: allocated out of group");
1933         len = blkstofrags(fs, len);
1934         UFS_LOCK(ump);
1935         for (i = 0; i < len; i += fs->fs_frag)
1936                 if (ffs_alloccgblk(ip, bp, bno + i, fs->fs_bsize) != bno + i)
1937                         panic("ffs_clusteralloc: lost block");
1938         ACTIVECLEAR(fs, cg);
1939         UFS_UNLOCK(ump);
1940         bdwrite(bp);
1941         return (bno);
1942
1943 fail_lock:
1944         UFS_LOCK(ump);
1945 fail:
1946         brelse(bp);
1947         return (0);
1948 }
1949
1950 static inline struct buf *
1951 getinobuf(struct inode *ip, u_int cg, u_int32_t cginoblk, int gbflags)
1952 {
1953         struct fs *fs;
1954
1955         fs = ip->i_fs;
1956         return (getblk(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, ino_to_fsba(fs,
1957             cg * fs->fs_ipg + cginoblk)), (int)fs->fs_bsize, 0, 0,
1958             gbflags));
1959 }
1960
1961 /*
1962  * Determine whether an inode can be allocated.
1963  *
1964  * Check to see if an inode is available, and if it is,
1965  * allocate it using the following policy:
1966  *   1) allocate the requested inode.
1967  *   2) allocate the next available inode after the requested
1968  *      inode in the specified cylinder group.
1969  */
1970 static ufs2_daddr_t
1971 ffs_nodealloccg(ip, cg, ipref, mode, unused)
1972         struct inode *ip;
1973         u_int cg;
1974         ufs2_daddr_t ipref;
1975         int mode;
1976         int unused;
1977 {
1978         struct fs *fs;
1979         struct cg *cgp;
1980         struct buf *bp, *ibp;
1981         struct ufsmount *ump;
1982         u_int8_t *inosused, *loc;
1983         struct ufs2_dinode *dp2;
1984         int error, start, len, i;
1985         u_int32_t old_initediblk;
1986
1987         fs = ip->i_fs;
1988         ump = ip->i_ump;
1989 check_nifree:
1990         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree == 0)
1991                 return (0);
1992         UFS_UNLOCK(ump);
1993         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
1994                 (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
1995         if (error) {
1996                 brelse(bp);
1997                 UFS_LOCK(ump);
1998                 return (0);
1999         }
2000         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2001 restart:
2002         if (!cg_chkmagic(cgp) || cgp->cg_cs.cs_nifree == 0) {
2003                 brelse(bp);
2004                 UFS_LOCK(ump);
2005                 return (0);
2006         }
2007         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
2008         inosused = cg_inosused(cgp);
2009         if (ipref) {
2010                 ipref %= fs->fs_ipg;
2011                 if (isclr(inosused, ipref))
2012                         goto gotit;
2013         }
2014         start = cgp->cg_irotor / NBBY;
2015         len = howmany(fs->fs_ipg - cgp->cg_irotor, NBBY);
2016         loc = memcchr(&inosused[start], 0xff, len);
2017         if (loc == NULL) {
2018                 len = start + 1;
2019                 start = 0;
2020                 loc = memcchr(&inosused[start], 0xff, len);
2021                 if (loc == NULL) {
2022                         printf("cg = %d, irotor = %ld, fs = %s\n",
2023                             cg, (long)cgp->cg_irotor, fs->fs_fsmnt);
2024                         panic("ffs_nodealloccg: map corrupted");
2025                         /* NOTREACHED */
2026                 }
2027         }
2028         ipref = (loc - inosused) * NBBY + ffs(~*loc) - 1;
2029 gotit:
2030         /*
2031          * Check to see if we need to initialize more inodes.
2032          */
2033         if (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC &&
2034             ipref + INOPB(fs) > cgp->cg_initediblk &&
2035             cgp->cg_initediblk < cgp->cg_niblk) {
2036                 old_initediblk = cgp->cg_initediblk;
2037
2038                 /*
2039                  * Free the cylinder group lock before writing the
2040                  * initialized inode block.  Entering the
2041                  * babarrierwrite() with the cylinder group lock
2042                  * causes lock order violation between the lock and
2043                  * snaplk.
2044                  *
2045                  * Another thread can decide to initialize the same
2046                  * inode block, but whichever thread first gets the
2047                  * cylinder group lock after writing the newly
2048                  * allocated inode block will update it and the other
2049                  * will realize that it has lost and leave the
2050                  * cylinder group unchanged.
2051                  */
2052                 ibp = getinobuf(ip, cg, old_initediblk, GB_LOCK_NOWAIT);
2053                 brelse(bp);
2054                 if (ibp == NULL) {
2055                         /*
2056                          * The inode block buffer is already owned by
2057                          * another thread, which must initialize it.
2058                          * Wait on the buffer to allow another thread
2059                          * to finish the updates, with dropped cg
2060                          * buffer lock, then retry.
2061                          */
2062                         ibp = getinobuf(ip, cg, old_initediblk, 0);
2063                         brelse(ibp);
2064                         UFS_LOCK(ump);
2065                         goto check_nifree;
2066                 }
2067                 bzero(ibp->b_data, (int)fs->fs_bsize);
2068                 dp2 = (struct ufs2_dinode *)(ibp->b_data);
2069                 for (i = 0; i < INOPB(fs); i++) {
2070                         dp2->di_gen = arc4random() / 2 + 1;
2071                         dp2++;
2072                 }
2073                 /*
2074                  * Rather than adding a soft updates dependency to ensure
2075                  * that the new inode block is written before it is claimed
2076                  * by the cylinder group map, we just do a barrier write
2077                  * here. The barrier write will ensure that the inode block
2078                  * gets written before the updated cylinder group map can be
2079                  * written. The barrier write should only slow down bulk
2080                  * loading of newly created filesystems.
2081                  */
2082                 babarrierwrite(ibp);
2083
2084                 /*
2085                  * After the inode block is written, try to update the
2086                  * cg initediblk pointer.  If another thread beat us
2087                  * to it, then leave it unchanged as the other thread
2088                  * has already set it correctly.
2089                  */
2090                 error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg)),
2091                     (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
2092                 UFS_LOCK(ump);
2093                 ACTIVECLEAR(fs, cg);
2094                 UFS_UNLOCK(ump);
2095                 if (error != 0) {
2096                         brelse(bp);
2097                         return (error);
2098                 }
2099                 cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2100                 if (cgp->cg_initediblk == old_initediblk)
2101                         cgp->cg_initediblk += INOPB(fs);
2102                 goto restart;
2103         }
2104         cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
2105         cgp->cg_irotor = ipref;
2106         UFS_LOCK(ump);
2107         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2108         setbit(inosused, ipref);
2109         cgp->cg_cs.cs_nifree--;
2110         fs->fs_cstotal.cs_nifree--;
2111         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree--;
2112         fs->fs_fmod = 1;
2113         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
2114                 cgp->cg_cs.cs_ndir++;
2115                 fs->fs_cstotal.cs_ndir++;
2116                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir++;
2117         }
2118         UFS_UNLOCK(ump);
2119         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
2120                 softdep_setup_inomapdep(bp, ip, cg * fs->fs_ipg + ipref, mode);
2121         bdwrite(bp);
2122         return ((ino_t)(cg * fs->fs_ipg + ipref));
2123 }
2124
2125 /*
2126  * Free a block or fragment.
2127  *
2128  * The specified block or fragment is placed back in the
2129  * free map. If a fragment is deallocated, a possible
2130  * block reassembly is checked.
2131  */
2132 static void
2133 ffs_blkfree_cg(ump, fs, devvp, bno, size, inum, dephd)
2134         struct ufsmount *ump;
2135         struct fs *fs;
2136         struct vnode *devvp;
2137         ufs2_daddr_t bno;
2138         long size;
2139         ino_t inum;
2140         struct workhead *dephd;
2141 {
2142         struct mount *mp;
2143         struct cg *cgp;
2144         struct buf *bp;
2145         ufs1_daddr_t fragno, cgbno;
2146         ufs2_daddr_t cgblkno;
2147         int i, blk, frags, bbase;
2148         u_int cg;
2149         u_int8_t *blksfree;
2150         struct cdev *dev;
2151
2152         cg = dtog(fs, bno);
2153         if (devvp->v_type == VREG) {
2154                 /* devvp is a snapshot */
2155                 dev = VTOI(devvp)->i_devvp->v_rdev;
2156                 cgblkno = fragstoblks(fs, cgtod(fs, cg));
2157         } else {
2158                 /* devvp is a normal disk device */
2159                 dev = devvp->v_rdev;
2160                 cgblkno = fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg));
2161                 ASSERT_VOP_LOCKED(devvp, "ffs_blkfree_cg");
2162         }
2163 #ifdef INVARIANTS
2164         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0 ||
2165             fragnum(fs, bno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag) {
2166                 printf("dev=%s, bno = %jd, bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
2167                     devtoname(dev), (intmax_t)bno, (long)fs->fs_bsize,
2168                     size, fs->fs_fsmnt);
2169                 panic("ffs_blkfree_cg: bad size");
2170         }
2171 #endif
2172         if ((u_int)bno >= fs->fs_size) {
2173                 printf("bad block %jd, ino %lu\n", (intmax_t)bno,
2174                     (u_long)inum);
2175                 ffs_fserr(fs, inum, "bad block");
2176                 return;
2177         }
2178         if (bread(devvp, cgblkno, (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp)) {
2179                 brelse(bp);
2180                 return;
2181         }
2182         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2183         if (!cg_chkmagic(cgp)) {
2184                 brelse(bp);
2185                 return;
2186         }
2187         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
2188         cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
2189         cgbno = dtogd(fs, bno);
2190         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2191         UFS_LOCK(ump);
2192         if (size == fs->fs_bsize) {
2193                 fragno = fragstoblks(fs, cgbno);
2194                 if (!ffs_isfreeblock(fs, blksfree, fragno)) {
2195                         if (devvp->v_type == VREG) {
2196                                 UFS_UNLOCK(ump);
2197                                 /* devvp is a snapshot */
2198                                 brelse(bp);
2199                                 return;
2200                         }
2201                         printf("dev = %s, block = %jd, fs = %s\n",
2202                             devtoname(dev), (intmax_t)bno, fs->fs_fsmnt);
2203                         panic("ffs_blkfree_cg: freeing free block");
2204                 }
2205                 ffs_setblock(fs, blksfree, fragno);
2206                 ffs_clusteracct(fs, cgp, fragno, 1);
2207                 cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
2208                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
2209                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
2210         } else {
2211                 bbase = cgbno - fragnum(fs, cgbno);
2212                 /*
2213                  * decrement the counts associated with the old frags
2214                  */
2215                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
2216                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, -1);
2217                 /*
2218                  * deallocate the fragment
2219                  */
2220                 frags = numfrags(fs, size);
2221                 for (i = 0; i < frags; i++) {
2222                         if (isset(blksfree, cgbno + i)) {
2223                                 printf("dev = %s, block = %jd, fs = %s\n",
2224                                     devtoname(dev), (intmax_t)(bno + i),
2225                                     fs->fs_fsmnt);
2226                                 panic("ffs_blkfree_cg: freeing free frag");
2227                         }
2228                         setbit(blksfree, cgbno + i);
2229                 }
2230                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
2231                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
2232                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree += i;
2233                 /*
2234                  * add back in counts associated with the new frags
2235                  */
2236                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
2237                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, 1);
2238                 /*
2239                  * if a complete block has been reassembled, account for it
2240                  */
2241                 fragno = fragstoblks(fs, bbase);
2242                 if (ffs_isblock(fs, blksfree, fragno)) {
2243                         cgp->cg_cs.cs_nffree -= fs->fs_frag;
2244                         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= fs->fs_frag;
2245                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= fs->fs_frag;
2246                         ffs_clusteracct(fs, cgp, fragno, 1);
2247                         cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
2248                         fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
2249                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
2250                 }
2251         }
2252         fs->fs_fmod = 1;
2253         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2254         UFS_UNLOCK(ump);
2255         mp = UFSTOVFS(ump);
2256         if (MOUNTEDSOFTDEP(mp) && devvp->v_type != VREG)
2257                 softdep_setup_blkfree(UFSTOVFS(ump), bp, bno,
2258                     numfrags(fs, size), dephd);
2259         bdwrite(bp);
2260 }
2261
2262 TASKQUEUE_DEFINE_THREAD(ffs_trim);
2263
2264 struct ffs_blkfree_trim_params {
2265         struct task task;
2266         struct ufsmount *ump;
2267         struct vnode *devvp;
2268         ufs2_daddr_t bno;
2269         long size;
2270         ino_t inum;
2271         struct workhead *pdephd;
2272         struct workhead dephd;
2273 };
2274
2275 static void
2276 ffs_blkfree_trim_task(ctx, pending)
2277         void *ctx;
2278         int pending;
2279 {
2280         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2281
2282         tp = ctx;
2283         ffs_blkfree_cg(tp->ump, tp->ump->um_fs, tp->devvp, tp->bno, tp->size,
2284             tp->inum, tp->pdephd);
2285         vn_finished_secondary_write(UFSTOVFS(tp->ump));
2286         free(tp, M_TEMP);
2287 }
2288
2289 static void
2290 ffs_blkfree_trim_completed(bip)
2291         struct bio *bip;
2292 {
2293         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2294
2295         tp = bip->bio_caller2;
2296         g_destroy_bio(bip);
2297         TASK_INIT(&tp->task, 0, ffs_blkfree_trim_task, tp);
2298         taskqueue_enqueue(taskqueue_ffs_trim, &tp->task);
2299 }
2300
2301 void
2302 ffs_blkfree(ump, fs, devvp, bno, size, inum, vtype, dephd)
2303         struct ufsmount *ump;
2304         struct fs *fs;
2305         struct vnode *devvp;
2306         ufs2_daddr_t bno;
2307         long size;
2308         ino_t inum;
2309         enum vtype vtype;
2310         struct workhead *dephd;
2311 {
2312         struct mount *mp;
2313         struct bio *bip;
2314         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
2315
2316         /*
2317          * Check to see if a snapshot wants to claim the block.
2318          * Check that devvp is a normal disk device, not a snapshot,
2319          * it has a snapshot(s) associated with it, and one of the
2320          * snapshots wants to claim the block.
2321          */
2322         if (devvp->v_type != VREG &&
2323             (devvp->v_vflag & VV_COPYONWRITE) &&
2324             ffs_snapblkfree(fs, devvp, bno, size, inum, vtype, dephd)) {
2325                 return;
2326         }
2327         /*
2328          * Nothing to delay if TRIM is disabled, or the operation is
2329          * performed on the snapshot.
2330          */
2331         if (!ump->um_candelete || devvp->v_type == VREG) {
2332                 ffs_blkfree_cg(ump, fs, devvp, bno, size, inum, dephd);
2333                 return;
2334         }
2335
2336         /*
2337          * Postpone the set of the free bit in the cg bitmap until the
2338          * BIO_DELETE is completed.  Otherwise, due to disk queue
2339          * reordering, TRIM might be issued after we reuse the block
2340          * and write some new data into it.
2341          */
2342         tp = malloc(sizeof(struct ffs_blkfree_trim_params), M_TEMP, M_WAITOK);
2343         tp->ump = ump;
2344         tp->devvp = devvp;
2345         tp->bno = bno;
2346         tp->size = size;
2347         tp->inum = inum;
2348         if (dephd != NULL) {
2349                 LIST_INIT(&tp->dephd);
2350                 LIST_SWAP(dephd, &tp->dephd, worklist, wk_list);
2351                 tp->pdephd = &tp->dephd;
2352         } else
2353                 tp->pdephd = NULL;
2354
2355         bip = g_alloc_bio();
2356         bip->bio_cmd = BIO_DELETE;
2357         bip->bio_offset = dbtob(fsbtodb(fs, bno));
2358         bip->bio_done = ffs_blkfree_trim_completed;
2359         bip->bio_length = size;
2360         bip->bio_caller2 = tp;
2361
2362         mp = UFSTOVFS(ump);
2363         vn_start_secondary_write(NULL, &mp, 0);
2364         g_io_request(bip, (struct g_consumer *)devvp->v_bufobj.bo_private);
2365 }
2366
2367 #ifdef INVARIANTS
2368 /*
2369  * Verify allocation of a block or fragment. Returns true if block or
2370  * fragment is allocated, false if it is free.
2371  */
2372 static int
2373 ffs_checkblk(ip, bno, size)
2374         struct inode *ip;
2375         ufs2_daddr_t bno;
2376         long size;
2377 {
2378         struct fs *fs;
2379         struct cg *cgp;
2380         struct buf *bp;
2381         ufs1_daddr_t cgbno;
2382         int i, error, frags, free;
2383         u_int8_t *blksfree;
2384
2385         fs = ip->i_fs;
2386         if ((u_int)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
2387                 printf("bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
2388                     (long)fs->fs_bsize, size, fs->fs_fsmnt);
2389                 panic("ffs_checkblk: bad size");
2390         }
2391         if ((u_int)bno >= fs->fs_size)
2392                 panic("ffs_checkblk: bad block %jd", (intmax_t)bno);
2393         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, dtog(fs, bno))),
2394                 (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp);
2395         if (error)
2396                 panic("ffs_checkblk: cg bread failed");
2397         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2398         if (!cg_chkmagic(cgp))
2399                 panic("ffs_checkblk: cg magic mismatch");
2400         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
2401         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2402         cgbno = dtogd(fs, bno);
2403         if (size == fs->fs_bsize) {
2404                 free = ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, cgbno));
2405         } else {
2406                 frags = numfrags(fs, size);
2407                 for (free = 0, i = 0; i < frags; i++)
2408                         if (isset(blksfree, cgbno + i))
2409                                 free++;
2410                 if (free != 0 && free != frags)
2411                         panic("ffs_checkblk: partially free fragment");
2412         }
2413         brelse(bp);
2414         return (!free);
2415 }
2416 #endif /* INVARIANTS */
2417
2418 /*
2419  * Free an inode.
2420  */
2421 int
2422 ffs_vfree(pvp, ino, mode)
2423         struct vnode *pvp;
2424         ino_t ino;
2425         int mode;
2426 {
2427         struct inode *ip;
2428
2429         if (DOINGSOFTDEP(pvp)) {
2430                 softdep_freefile(pvp, ino, mode);
2431                 return (0);
2432         }
2433         ip = VTOI(pvp);
2434         return (ffs_freefile(ip->i_ump, ip->i_fs, ip->i_devvp, ino, mode,
2435             NULL));
2436 }
2437
2438 /*
2439  * Do the actual free operation.
2440  * The specified inode is placed back in the free map.
2441  */
2442 int
2443 ffs_freefile(ump, fs, devvp, ino, mode, wkhd)
2444         struct ufsmount *ump;
2445         struct fs *fs;
2446         struct vnode *devvp;
2447         ino_t ino;
2448         int mode;
2449         struct workhead *wkhd;
2450 {
2451         struct cg *cgp;
2452         struct buf *bp;
2453         ufs2_daddr_t cgbno;
2454         int error;
2455         u_int cg;
2456         u_int8_t *inosused;
2457         struct cdev *dev;
2458
2459         cg = ino_to_cg(fs, ino);
2460         if (devvp->v_type == VREG) {
2461                 /* devvp is a snapshot */
2462                 dev = VTOI(devvp)->i_devvp->v_rdev;
2463                 cgbno = fragstoblks(fs, cgtod(fs, cg));
2464         } else {
2465                 /* devvp is a normal disk device */
2466                 dev = devvp->v_rdev;
2467                 cgbno = fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg));
2468         }
2469         if (ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
2470                 panic("ffs_freefile: range: dev = %s, ino = %ju, fs = %s",
2471                     devtoname(dev), (uintmax_t)ino, fs->fs_fsmnt);
2472         if ((error = bread(devvp, cgbno, (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp))) {
2473                 brelse(bp);
2474                 return (error);
2475         }
2476         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2477         if (!cg_chkmagic(cgp)) {
2478                 brelse(bp);
2479                 return (0);
2480         }
2481         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWRITE;
2482         cgp->cg_old_time = cgp->cg_time = time_second;
2483         inosused = cg_inosused(cgp);
2484         ino %= fs->fs_ipg;
2485         if (isclr(inosused, ino)) {
2486                 printf("dev = %s, ino = %ju, fs = %s\n", devtoname(dev),
2487                     (uintmax_t)(ino + cg * fs->fs_ipg), fs->fs_fsmnt);
2488                 if (fs->fs_ronly == 0)
2489                         panic("ffs_freefile: freeing free inode");
2490         }
2491         clrbit(inosused, ino);
2492         if (ino < cgp->cg_irotor)
2493                 cgp->cg_irotor = ino;
2494         cgp->cg_cs.cs_nifree++;
2495         UFS_LOCK(ump);
2496         fs->fs_cstotal.cs_nifree++;
2497         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree++;
2498         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
2499                 cgp->cg_cs.cs_ndir--;
2500                 fs->fs_cstotal.cs_ndir--;
2501                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir--;
2502         }
2503         fs->fs_fmod = 1;
2504         ACTIVECLEAR(fs, cg);
2505         UFS_UNLOCK(ump);
2506         if (MOUNTEDSOFTDEP(UFSTOVFS(ump)) && devvp->v_type != VREG)
2507                 softdep_setup_inofree(UFSTOVFS(ump), bp,
2508                     ino + cg * fs->fs_ipg, wkhd);
2509         bdwrite(bp);
2510         return (0);
2511 }
2512
2513 /*
2514  * Check to see if a file is free.
2515  */
2516 int
2517 ffs_checkfreefile(fs, devvp, ino)
2518         struct fs *fs;
2519         struct vnode *devvp;
2520         ino_t ino;
2521 {
2522         struct cg *cgp;
2523         struct buf *bp;
2524         ufs2_daddr_t cgbno;
2525         int ret;
2526         u_int cg;
2527         u_int8_t *inosused;
2528
2529         cg = ino_to_cg(fs, ino);
2530         if (devvp->v_type == VREG) {
2531                 /* devvp is a snapshot */
2532                 cgbno = fragstoblks(fs, cgtod(fs, cg));
2533         } else {
2534                 /* devvp is a normal disk device */
2535                 cgbno = fsbtodb(fs, cgtod(fs, cg));
2536         }
2537         if (ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
2538                 return (1);
2539         if (bread(devvp, cgbno, (int)fs->fs_cgsize, NOCRED, &bp)) {
2540                 brelse(bp);
2541                 return (1);
2542         }
2543         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
2544         if (!cg_chkmagic(cgp)) {
2545                 brelse(bp);
2546                 return (1);
2547         }
2548         inosused = cg_inosused(cgp);
2549         ino %= fs->fs_ipg;
2550         ret = isclr(inosused, ino);
2551         brelse(bp);
2552         return (ret);
2553 }
2554
2555 /*
2556  * Find a block of the specified size in the specified cylinder group.
2557  *
2558  * It is a panic if a request is made to find a block if none are
2559  * available.
2560  */
2561 static ufs1_daddr_t
2562 ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz)
2563         struct fs *fs;
2564         struct cg *cgp;
2565         ufs2_daddr_t bpref;
2566         int allocsiz;
2567 {
2568         ufs1_daddr_t bno;
2569         int start, len, loc, i;
2570         int blk, field, subfield, pos;
2571         u_int8_t *blksfree;
2572
2573         /*
2574          * find the fragment by searching through the free block
2575          * map for an appropriate bit pattern
2576          */
2577         if (bpref)
2578                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
2579         else
2580                 start = cgp->cg_frotor / NBBY;
2581         blksfree = cg_blksfree(cgp);
2582         len = howmany(fs->fs_fpg, NBBY) - start;
2583         loc = scanc((u_int)len, (u_char *)&blksfree[start],
2584                 fragtbl[fs->fs_frag],
2585                 (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
2586         if (loc == 0) {
2587                 len = start + 1;
2588                 start = 0;
2589                 loc = scanc((u_int)len, (u_char *)&blksfree[0],
2590                         fragtbl[fs->fs_frag],
2591                         (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
2592                 if (loc == 0) {
2593                         printf("start = %d, len = %d, fs = %s\n",
2594                             start, len, fs->fs_fsmnt);
2595                         panic("ffs_alloccg: map corrupted");
2596                         /* NOTREACHED */
2597                 }
2598         }
2599         bno = (start + len - loc) * NBBY;
2600         cgp->cg_frotor = bno;
2601         /*
2602          * found the byte in the map
2603          * sift through the bits to find the selected frag
2604          */
2605         for (i = bno + NBBY; bno < i; bno += fs->fs_frag) {
2606                 blk = blkmap(fs, blksfree, bno);
2607                 blk <<= 1;
2608                 field = around[allocsiz];
2609                 subfield = inside[allocsiz];
2610                 for (pos = 0; pos <= fs->fs_frag - allocsiz; pos++) {
2611                         if ((blk & field) == subfield)
2612                                 return (bno + pos);
2613                         field <<= 1;
2614                         subfield <<= 1;
2615                 }
2616         }
2617         printf("bno = %lu, fs = %s\n", (u_long)bno, fs->fs_fsmnt);
2618         panic("ffs_alloccg: block not in map");
2619         return (-1);
2620 }
2621
2622 /*
2623  * Fserr prints the name of a filesystem with an error diagnostic.
2624  *
2625  * The form of the error message is:
2626  *      fs: error message
2627  */
2628 void
2629 ffs_fserr(fs, inum, cp)
2630         struct fs *fs;
2631         ino_t inum;
2632         char *cp;
2633 {
2634         struct thread *td = curthread;  /* XXX */
2635         struct proc *p = td->td_proc;
2636
2637         log(LOG_ERR, "pid %d (%s), uid %d inumber %ju on %s: %s\n",
2638             p->p_pid, p->p_comm, td->td_ucred->cr_uid, (uintmax_t)inum,
2639             fs->fs_fsmnt, cp);
2640 }
2641
2642 /*
2643  * This function provides the capability for the fsck program to
2644  * update an active filesystem. Fourteen operations are provided:
2645  *
2646  * adjrefcnt(inode, amt) - adjusts the reference count on the
2647  *      specified inode by the specified amount. Under normal
2648  *      operation the count should always go down. Decrementing
2649  *      the count to zero will cause the inode to be freed.
2650  * adjblkcnt(inode, amt) - adjust the number of blocks used by the
2651  *      inode by the specified amount.
2652  * adjndir, adjbfree, adjifree, adjffree, adjnumclusters(amt) -
2653  *      adjust the superblock summary.
2654  * freedirs(inode, count) - directory inodes [inode..inode + count - 1]
2655  *      are marked as free. Inodes should never have to be marked
2656  *      as in use.
2657  * freefiles(inode, count) - file inodes [inode..inode + count - 1]
2658  *      are marked as free. Inodes should never have to be marked
2659  *      as in use.
2660  * freeblks(blockno, size) - blocks [blockno..blockno + size - 1]
2661  *      are marked as free. Blocks should never have to be marked
2662  *      as in use.
2663  * setflags(flags, set/clear) - the fs_flags field has the specified
2664  *      flags set (second parameter +1) or cleared (second parameter -1).
2665  * setcwd(dirinode) - set the current directory to dirinode in the
2666  *      filesystem associated with the snapshot.
2667  * setdotdot(oldvalue, newvalue) - Verify that the inode number for ".."
2668  *      in the current directory is oldvalue then change it to newvalue.
2669  * unlink(nameptr, oldvalue) - Verify that the inode number associated
2670  *      with nameptr in the current directory is oldvalue then unlink it.
2671  *
2672  * The following functions may only be used on a quiescent filesystem
2673  * by the soft updates journal. They are not safe to be run on an active
2674  * filesystem.
2675  *
2676  * setinode(inode, dip) - the specified disk inode is replaced with the
2677  *      contents pointed to by dip.
2678  * setbufoutput(fd, flags) - output associated with the specified file
2679  *      descriptor (which must reference the character device supporting
2680  *      the filesystem) switches from using physio to running through the
2681  *      buffer cache when flags is set to 1. The descriptor reverts to
2682  *      physio for output when flags is set to zero.
2683  */
2684
2685 static int sysctl_ffs_fsck(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
2686
2687 SYSCTL_PROC(_vfs_ffs, FFS_ADJ_REFCNT, adjrefcnt, CTLFLAG_WR|CTLTYPE_STRUCT,
2688         0, 0, sysctl_ffs_fsck, "S,fsck", "Adjust Inode Reference Count");
2689
2690 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_BLKCNT, adjblkcnt, CTLFLAG_WR,
2691         sysctl_ffs_fsck, "Adjust Inode Used Blocks Count");
2692
2693 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NDIR, adjndir, CTLFLAG_WR,
2694         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of directories");
2695
2696 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NBFREE, adjnbfree, CTLFLAG_WR,
2697         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free blocks");
2698
2699 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NIFREE, adjnifree, CTLFLAG_WR,
2700         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free inodes");
2701
2702 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NFFREE, adjnffree, CTLFLAG_WR,
2703         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free frags");
2704
2705 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_ADJ_NUMCLUSTERS, adjnumclusters, CTLFLAG_WR,
2706         sysctl_ffs_fsck, "Adjust number of free clusters");
2707
2708 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_DIR_FREE, freedirs, CTLFLAG_WR,
2709         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of Directory Inodes");
2710
2711 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_FILE_FREE, freefiles, CTLFLAG_WR,
2712         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of File Inodes");
2713
2714 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_BLK_FREE, freeblks, CTLFLAG_WR,
2715         sysctl_ffs_fsck, "Free Range of Blocks");
2716
2717 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_FLAGS, setflags, CTLFLAG_WR,
2718         sysctl_ffs_fsck, "Change Filesystem Flags");
2719
2720 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_CWD, setcwd, CTLFLAG_WR,
2721         sysctl_ffs_fsck, "Set Current Working Directory");
2722
2723 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_DOTDOT, setdotdot, CTLFLAG_WR,
2724         sysctl_ffs_fsck, "Change Value of .. Entry");
2725
2726 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_UNLINK, unlink, CTLFLAG_WR,
2727         sysctl_ffs_fsck, "Unlink a Duplicate Name");
2728
2729 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_INODE, setinode, CTLFLAG_WR,
2730         sysctl_ffs_fsck, "Update an On-Disk Inode");
2731
2732 static SYSCTL_NODE(_vfs_ffs, FFS_SET_BUFOUTPUT, setbufoutput, CTLFLAG_WR,
2733         sysctl_ffs_fsck, "Set Buffered Writing for Descriptor");
2734
2735 #define DEBUG 1
2736 #ifdef DEBUG
2737 static int fsckcmds = 0;
2738 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, fsckcmds, CTLFLAG_RW, &fsckcmds, 0, "");
2739 #endif /* DEBUG */
2740
2741 static int buffered_write(struct file *, struct uio *, struct ucred *,
2742         int, struct thread *);
2743
2744 static int
2745 sysctl_ffs_fsck(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2746 {
2747         struct thread *td = curthread;
2748         struct fsck_cmd cmd;
2749         struct ufsmount *ump;
2750         struct vnode *vp, *vpold, *dvp, *fdvp;
2751         struct inode *ip, *dp;
2752         struct mount *mp;
2753         struct fs *fs;
2754         ufs2_daddr_t blkno;
2755         long blkcnt, blksize;
2756         struct filedesc *fdp;
2757         struct file *fp, *vfp;
2758         cap_rights_t rights;
2759         int filetype, error;
2760         static struct fileops *origops, bufferedops;
2761
2762         if (req->newlen > sizeof cmd)
2763                 return (EBADRPC);
2764         if ((error = SYSCTL_IN(req, &cmd, sizeof cmd)) != 0)
2765                 return (error);
2766         if (cmd.version != FFS_CMD_VERSION)
2767                 return (ERPCMISMATCH);
2768         if ((error = getvnode(td->td_proc->p_fd, cmd.handle,
2769             cap_rights_init(&rights, CAP_FSCK), &fp)) != 0)
2770                 return (error);
2771         vp = fp->f_data;
2772         if (vp->v_type != VREG && vp->v_type != VDIR) {
2773                 fdrop(fp, td);
2774                 return (EINVAL);
2775         }
2776         vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
2777         if (mp == 0 || strncmp(mp->mnt_stat.f_fstypename, "ufs", MFSNAMELEN)) {
2778                 vn_finished_write(mp);
2779                 fdrop(fp, td);
2780                 return (EINVAL);
2781         }
2782         ump = VFSTOUFS(mp);
2783         if ((mp->mnt_flag & MNT_RDONLY) &&
2784             ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
2785                 vn_finished_write(mp);
2786                 fdrop(fp, td);
2787                 return (EROFS);
2788         }
2789         fs = ump->um_fs;
2790         filetype = IFREG;
2791
2792         switch (oidp->oid_number) {
2793
2794         case FFS_SET_FLAGS:
2795 #ifdef DEBUG
2796                 if (fsckcmds)
2797                         printf("%s: %s flags\n", mp->mnt_stat.f_mntonname,
2798                             cmd.size > 0 ? "set" : "clear");
2799 #endif /* DEBUG */
2800                 if (cmd.size > 0)
2801                         fs->fs_flags |= (long)cmd.value;
2802                 else
2803                         fs->fs_flags &= ~(long)cmd.value;
2804                 break;
2805
2806         case FFS_ADJ_REFCNT:
2807 #ifdef DEBUG
2808                 if (fsckcmds) {
2809                         printf("%s: adjust inode %jd link count by %jd\n",
2810                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
2811                             (intmax_t)cmd.size);
2812                 }
2813 #endif /* DEBUG */
2814                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
2815                         break;
2816                 ip = VTOI(vp);
2817                 ip->i_nlink += cmd.size;
2818                 DIP_SET(ip, i_nlink, ip->i_nlink);
2819                 ip->i_effnlink += cmd.size;
2820                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
2821                 error = ffs_update(vp, 1);
2822                 if (DOINGSOFTDEP(vp))
2823                         softdep_change_linkcnt(ip);
2824                 vput(vp);
2825                 break;
2826
2827         case FFS_ADJ_BLKCNT:
2828 #ifdef DEBUG
2829                 if (fsckcmds) {
2830                         printf("%s: adjust inode %jd block count by %jd\n",
2831                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
2832                             (intmax_t)cmd.size);
2833                 }
2834 #endif /* DEBUG */
2835                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
2836                         break;
2837                 ip = VTOI(vp);
2838                 DIP_SET(ip, i_blocks, DIP(ip, i_blocks) + cmd.size);
2839                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
2840                 error = ffs_update(vp, 1);
2841                 vput(vp);
2842                 break;
2843
2844         case FFS_DIR_FREE:
2845                 filetype = IFDIR;
2846                 /* fall through */
2847
2848         case FFS_FILE_FREE:
2849 #ifdef DEBUG
2850                 if (fsckcmds) {
2851                         if (cmd.size == 1)
2852                                 printf("%s: free %s inode %ju\n",
2853                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
2854                                     filetype == IFDIR ? "directory" : "file",
2855                                     (uintmax_t)cmd.value);
2856                         else
2857                                 printf("%s: free %s inodes %ju-%ju\n",
2858                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
2859                                     filetype == IFDIR ? "directory" : "file",
2860                                     (uintmax_t)cmd.value,
2861                                     (uintmax_t)(cmd.value + cmd.size - 1));
2862                 }
2863 #endif /* DEBUG */
2864                 while (cmd.size > 0) {
2865                         if ((error = ffs_freefile(ump, fs, ump->um_devvp,
2866                             cmd.value, filetype, NULL)))
2867                                 break;
2868                         cmd.size -= 1;
2869                         cmd.value += 1;
2870                 }
2871                 break;
2872
2873         case FFS_BLK_FREE:
2874 #ifdef DEBUG
2875                 if (fsckcmds) {
2876                         if (cmd.size == 1)
2877                                 printf("%s: free block %jd\n",
2878                                     mp->mnt_stat.f_mntonname,
2879                                     (intmax_t)cmd.value);
2880                         else
2881                                 printf("%s: free blocks %jd-%jd\n",
2882                                     mp->mnt_stat.f_mntonname, 
2883                                     (intmax_t)cmd.value,
2884                                     (intmax_t)cmd.value + cmd.size - 1);
2885                 }
2886 #endif /* DEBUG */
2887                 blkno = cmd.value;
2888                 blkcnt = cmd.size;
2889                 blksize = fs->fs_frag - (blkno % fs->fs_frag);
2890                 while (blkcnt > 0) {
2891                         if (blksize > blkcnt)
2892                                 blksize = blkcnt;
2893                         ffs_blkfree(ump, fs, ump->um_devvp, blkno,
2894                             blksize * fs->fs_fsize, ROOTINO, VDIR, NULL);
2895                         blkno += blksize;
2896                         blkcnt -= blksize;
2897                         blksize = fs->fs_frag;
2898                 }
2899                 break;
2900
2901         /*
2902          * Adjust superblock summaries.  fsck(8) is expected to
2903          * submit deltas when necessary.
2904          */
2905         case FFS_ADJ_NDIR:
2906 #ifdef DEBUG
2907                 if (fsckcmds) {
2908                         printf("%s: adjust number of directories by %jd\n",
2909                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2910                 }
2911 #endif /* DEBUG */
2912                 fs->fs_cstotal.cs_ndir += cmd.value;
2913                 break;
2914
2915         case FFS_ADJ_NBFREE:
2916 #ifdef DEBUG
2917                 if (fsckcmds) {
2918                         printf("%s: adjust number of free blocks by %+jd\n",
2919                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2920                 }
2921 #endif /* DEBUG */
2922                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree += cmd.value;
2923                 break;
2924
2925         case FFS_ADJ_NIFREE:
2926 #ifdef DEBUG
2927                 if (fsckcmds) {
2928                         printf("%s: adjust number of free inodes by %+jd\n",
2929                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2930                 }
2931 #endif /* DEBUG */
2932                 fs->fs_cstotal.cs_nifree += cmd.value;
2933                 break;
2934
2935         case FFS_ADJ_NFFREE:
2936 #ifdef DEBUG
2937                 if (fsckcmds) {
2938                         printf("%s: adjust number of free frags by %+jd\n",
2939                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2940                 }
2941 #endif /* DEBUG */
2942                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += cmd.value;
2943                 break;
2944
2945         case FFS_ADJ_NUMCLUSTERS:
2946 #ifdef DEBUG
2947                 if (fsckcmds) {
2948                         printf("%s: adjust number of free clusters by %+jd\n",
2949                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2950                 }
2951 #endif /* DEBUG */
2952                 fs->fs_cstotal.cs_numclusters += cmd.value;
2953                 break;
2954
2955         case FFS_SET_CWD:
2956 #ifdef DEBUG
2957                 if (fsckcmds) {
2958                         printf("%s: set current directory to inode %jd\n",
2959                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
2960                 }
2961 #endif /* DEBUG */
2962                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_SHARED, &vp)))
2963                         break;
2964                 AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
2965                 if ((error = change_dir(vp, td)) != 0) {
2966                         vput(vp);
2967                         break;
2968                 }
2969                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
2970                 fdp = td->td_proc->p_fd;
2971                 FILEDESC_XLOCK(fdp);
2972                 vpold = fdp->fd_cdir;
2973                 fdp->fd_cdir = vp;
2974                 FILEDESC_XUNLOCK(fdp);
2975                 vrele(vpold);
2976                 break;
2977
2978         case FFS_SET_DOTDOT:
2979 #ifdef DEBUG
2980                 if (fsckcmds) {
2981                         printf("%s: change .. in cwd from %jd to %jd\n",
2982                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value,
2983                             (intmax_t)cmd.size);
2984                 }
2985 #endif /* DEBUG */
2986                 /*
2987                  * First we have to get and lock the parent directory
2988                  * to which ".." points.
2989                  */
2990                 error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &fdvp);
2991                 if (error)
2992                         break;
2993                 /*
2994                  * Now we get and lock the child directory containing "..".
2995                  */
2996                 FILEDESC_SLOCK(td->td_proc->p_fd);
2997                 dvp = td->td_proc->p_fd->fd_cdir;
2998                 FILEDESC_SUNLOCK(td->td_proc->p_fd);
2999                 if ((error = vget(dvp, LK_EXCLUSIVE, td)) != 0) {
3000                         vput(fdvp);
3001                         break;
3002                 }
3003                 dp = VTOI(dvp);
3004                 dp->i_offset = 12;      /* XXX mastertemplate.dot_reclen */
3005                 error = ufs_dirrewrite(dp, VTOI(fdvp), (ino_t)cmd.size,
3006                     DT_DIR, 0);
3007                 cache_purge(fdvp);
3008                 cache_purge(dvp);
3009                 vput(dvp);
3010                 vput(fdvp);
3011                 break;
3012
3013         case FFS_UNLINK:
3014 #ifdef DEBUG
3015                 if (fsckcmds) {
3016                         char buf[32];
3017
3018                         if (copyinstr((char *)(intptr_t)cmd.value, buf,32,NULL))
3019                                 strncpy(buf, "Name_too_long", 32);
3020                         printf("%s: unlink %s (inode %jd)\n",
3021                             mp->mnt_stat.f_mntonname, buf, (intmax_t)cmd.size);
3022                 }
3023 #endif /* DEBUG */
3024                 /*
3025                  * kern_unlinkat will do its own start/finish writes and
3026                  * they do not nest, so drop ours here. Setting mp == NULL
3027                  * indicates that vn_finished_write is not needed down below.
3028                  */
3029                 vn_finished_write(mp);
3030                 mp = NULL;
3031                 error = kern_unlinkat(td, AT_FDCWD, (char *)(intptr_t)cmd.value,
3032                     UIO_USERSPACE, (ino_t)cmd.size);
3033                 break;
3034
3035         case FFS_SET_INODE:
3036                 if (ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
3037                         error = EPERM;
3038                         break;
3039                 }
3040 #ifdef DEBUG
3041                 if (fsckcmds) {
3042                         printf("%s: update inode %jd\n",
3043                             mp->mnt_stat.f_mntonname, (intmax_t)cmd.value);
3044                 }
3045 #endif /* DEBUG */
3046                 if ((error = ffs_vget(mp, (ino_t)cmd.value, LK_EXCLUSIVE, &vp)))
3047                         break;
3048                 AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
3049                 ip = VTOI(vp);
3050                 if (ip->i_ump->um_fstype == UFS1)
3051                         error = copyin((void *)(intptr_t)cmd.size, ip->i_din1,
3052                             sizeof(struct ufs1_dinode));
3053                 else
3054                         error = copyin((void *)(intptr_t)cmd.size, ip->i_din2,
3055                             sizeof(struct ufs2_dinode));
3056                 if (error) {
3057                         vput(vp);
3058                         break;
3059                 }
3060                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_MODIFIED;
3061                 error = ffs_update(vp, 1);
3062                 vput(vp);
3063                 break;
3064
3065         case FFS_SET_BUFOUTPUT:
3066                 if (ump->um_fsckpid != td->td_proc->p_pid) {
3067                         error = EPERM;
3068                         break;
3069                 }
3070                 if (VTOI(vp)->i_ump != ump) {
3071                         error = EINVAL;
3072                         break;
3073                 }
3074 #ifdef DEBUG
3075                 if (fsckcmds) {
3076                         printf("%s: %s buffered output for descriptor %jd\n",
3077                             mp->mnt_stat.f_mntonname,
3078                             cmd.size == 1 ? "enable" : "disable",
3079                             (intmax_t)cmd.value);
3080                 }
3081 #endif /* DEBUG */
3082                 if ((error = getvnode(td->td_proc->p_fd, cmd.value,
3083                     cap_rights_init(&rights, CAP_FSCK), &vfp)) != 0)
3084                         break;
3085                 if (vfp->f_vnode->v_type != VCHR) {
3086                         fdrop(vfp, td);
3087                         error = EINVAL;
3088                         break;
3089                 }
3090                 if (origops == NULL) {
3091                         origops = vfp->f_ops;
3092                         bcopy((void *)origops, (void *)&bufferedops,
3093                             sizeof(bufferedops));
3094                         bufferedops.fo_write = buffered_write;
3095                 }
3096                 if (cmd.size == 1)
3097                         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&vfp->f_ops,
3098                             (uintptr_t)&bufferedops);
3099                 else
3100                         atomic_store_rel_ptr((volatile uintptr_t *)&vfp->f_ops,
3101                             (uintptr_t)origops);
3102                 fdrop(vfp, td);
3103                 break;
3104
3105         default:
3106 #ifdef DEBUG
3107                 if (fsckcmds) {
3108                         printf("Invalid request %d from fsck\n",
3109                             oidp->oid_number);
3110                 }
3111 #endif /* DEBUG */
3112                 error = EINVAL;
3113                 break;
3114
3115         }
3116         fdrop(fp, td);
3117         vn_finished_write(mp);
3118         return (error);
3119 }
3120
3121 /*
3122  * Function to switch a descriptor to use the buffer cache to stage
3123  * its I/O. This is needed so that writes to the filesystem device
3124  * will give snapshots a chance to copy modified blocks for which it
3125  * needs to retain copies.
3126  */
3127 static int
3128 buffered_write(fp, uio, active_cred, flags, td)
3129         struct file *fp;
3130         struct uio *uio;
3131         struct ucred *active_cred;
3132         int flags;
3133         struct thread *td;
3134 {
3135         struct vnode *devvp, *vp;
3136         struct inode *ip;
3137         struct buf *bp;
3138         struct fs *fs;
3139         struct filedesc *fdp;
3140         int error;
3141         daddr_t lbn;
3142
3143         /*
3144          * The devvp is associated with the /dev filesystem. To discover
3145          * the filesystem with which the device is associated, we depend
3146          * on the application setting the current directory to a location
3147          * within the filesystem being written. Yes, this is an ugly hack.
3148          */
3149         devvp = fp->f_vnode;
3150         if (!vn_isdisk(devvp, NULL))
3151                 return (EINVAL);
3152         fdp = td->td_proc->p_fd;
3153         FILEDESC_SLOCK(fdp);
3154         vp = fdp->fd_cdir;
3155         vref(vp);
3156         FILEDESC_SUNLOCK(fdp);
3157         vn_lock(vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
3158         /*
3159          * Check that the current directory vnode indeed belongs to
3160          * UFS before trying to dereference UFS-specific v_data fields.
3161          */
3162         if (vp->v_op != &ffs_vnodeops1 && vp->v_op != &ffs_vnodeops2) {
3163                 vput(vp);
3164                 return (EINVAL);
3165         }
3166         ip = VTOI(vp);
3167         if (ip->i_devvp != devvp) {
3168                 vput(vp);
3169                 return (EINVAL);
3170         }
3171         fs = ip->i_fs;
3172         vput(vp);
3173         foffset_lock_uio(fp, uio, flags);
3174         vn_lock(devvp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
3175 #ifdef DEBUG
3176         if (fsckcmds) {
3177                 printf("%s: buffered write for block %jd\n",
3178                     fs->fs_fsmnt, (intmax_t)btodb(uio->uio_offset));
3179         }
3180 #endif /* DEBUG */
3181         /*
3182          * All I/O must be contained within a filesystem block, start on
3183          * a fragment boundary, and be a multiple of fragments in length.
3184          */
3185         if (uio->uio_resid > fs->fs_bsize - (uio->uio_offset % fs->fs_bsize) ||
3186             fragoff(fs, uio->uio_offset) != 0 ||
3187             fragoff(fs, uio->uio_resid) != 0) {
3188                 error = EINVAL;
3189                 goto out;
3190         }
3191         lbn = numfrags(fs, uio->uio_offset);
3192         bp = getblk(devvp, lbn, uio->uio_resid, 0, 0, 0);
3193         bp->b_flags |= B_RELBUF;
3194         if ((error = uiomove((char *)bp->b_data, uio->uio_resid, uio)) != 0) {
3195                 brelse(bp);
3196                 goto out;
3197         }
3198         error = bwrite(bp);
3199 out:
3200         VOP_UNLOCK(devvp, 0);
3201         foffset_unlock_uio(fp, uio, flags | FOF_NEXTOFF);
3202         return (error);
3203 }