sys/gnu/fs/ext2fs/ext2_alloc.c

   1 /*-
   2  *  modified for Lites 1.1
   3  *
   4  *  Aug 1995, Godmar Back (gback@cs.utah.edu)
   5  *  University of Utah, Department of Computer Science
   6  */
   7 /*-
   8  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
   9  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  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  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  20  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  21  *    without specific prior written permission.
  22  *
  23  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  24  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  25  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  26  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  27  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  28  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  29  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  30  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  31  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  32  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  33  * SUCH DAMAGE.
  34  *
  35  *      @(#)ffs_alloc.c 8.8 (Berkeley) 2/21/94
  36  * $FreeBSD$
  37  */
  38
  39 #include <sys/param.h>
  40 #include <sys/systm.h>
  41 #include <sys/conf.h>
  42 #include <sys/vnode.h>
  43 #include <sys/stat.h>
  44 #include <sys/mount.h>
  45 #include <sys/syslog.h>
  46
  47 #include <gnu/fs/ext2fs/inode.h>
  48 #include <gnu/fs/ext2fs/ext2_mount.h>
  49 #include <gnu/fs/ext2fs/ext2_fs.h>
  50 #include <gnu/fs/ext2fs/ext2_fs_sb.h>
  51 #include <gnu/fs/ext2fs/fs.h>
  52 #include <gnu/fs/ext2fs/ext2_extern.h>
  53
  54 static void     ext2_fserr(struct ext2_sb_info *, u_int, char *);
  55
  56 /*
  57  * Linux calls this functions at the following locations:
  58  * (1) the inode is freed
  59  * (2) a preallocation miss occurs
  60  * (3) truncate is called
  61  * (4) release_file is called and f_mode & 2
  62  *
  63  * I call it in ext2_inactive, ext2_truncate, ext2_vfree and in (2)
  64  * the call in vfree might be redundant
  65  */
  66 void
  67 ext2_discard_prealloc(ip)
  68         struct inode * ip;
  69 {
  70 #ifdef EXT2_PREALLOCATE
  71         if (ip->i_prealloc_count) {
  72                 int i = ip->i_prealloc_count;
  73                 ip->i_prealloc_count = 0;
  74                 ext2_free_blocks (ITOV(ip)->v_mount,
  75                                   ip->i_prealloc_block,
  76                                   i);
  77         }
  78 #endif
  79 }
  80
  81 /*
  82  * Allocate a block in the file system.
  83  *
  84  * this takes the framework from ffs_alloc. To implement the
  85  * actual allocation, it calls ext2_new_block, the ported version
  86  * of the same Linux routine.
  87  *
  88  * we note that this is always called in connection with ext2_blkpref
  89  *
  90  * preallocation is done as Linux does it
  91  */
  92 int
  93 ext2_alloc(ip, lbn, bpref, size, cred, bnp)
  94         struct inode *ip;
  95         int32_t lbn, bpref;
  96         int size;
  97         struct ucred *cred;
  98         int32_t *bnp;
  99 {
 100         struct ext2_sb_info *fs;
 101         int32_t bno;
 102
 103         *bnp = 0;
 104         fs = ip->i_e2fs;
 105 #ifdef DIAGNOSTIC
 106         if ((u_int)size > fs->s_blocksize || blkoff(fs, size) != 0) {
 107                 vn_printf(ip->i_devvp, "bsize = %lu, size = %d, fs = %s\n",
 108                     fs->s_blocksize, size, fs->fs_fsmnt);
 109                 panic("ext2_alloc: bad size");
 110         }
 111         if (cred == NOCRED)
 112                 panic("ext2_alloc: missing credential");
 113 #endif /* DIAGNOSTIC */
 114         if (size == fs->s_blocksize && fs->s_es->s_free_blocks_count == 0)
 115                 goto nospace;
 116         if (cred->cr_uid != 0 &&
 117                 fs->s_es->s_free_blocks_count < fs->s_es->s_r_blocks_count)
 118                 goto nospace;
 119         if (bpref >= fs->s_es->s_blocks_count)
 120                 bpref = 0;
 121         /* call the Linux code */
 122 #ifdef EXT2_PREALLOCATE
 123         /* To have a preallocation hit, we must
 124          * - have at least one block preallocated
 125          * - and our preferred block must have that block number or one below
 126          */
 127         if (ip->i_prealloc_count &&
 128             (bpref == ip->i_prealloc_block ||
 129              bpref + 1 == ip->i_prealloc_block))
 130         {
 131                 bno = ip->i_prealloc_block++;
 132                 ip->i_prealloc_count--;
 133                 /* ext2_debug ("preallocation hit (%lu/%lu).\n",
 134                             ++alloc_hits, ++alloc_attempts); */
 135
 136                 /* Linux gets, clears, and releases the buffer at this
 137                    point - we don't have to that; we leave it to the caller
 138                  */
 139         } else {
 140                 ext2_discard_prealloc (ip);
 141                 /* ext2_debug ("preallocation miss (%lu/%lu).\n",
 142                             alloc_hits, ++alloc_attempts); */
 143                 if (S_ISREG(ip->i_mode))
 144                         bno = ext2_new_block
 145                                 (ITOV(ip)->v_mount, bpref,
 146                                  &ip->i_prealloc_count,
 147                                  &ip->i_prealloc_block);
 148                 else
 149                         bno = (int32_t)ext2_new_block(ITOV(ip)->v_mount,
 150                                         bpref, 0, 0);
 151         }
 152 #else
 153         bno = (int32_t)ext2_new_block(ITOV(ip)->v_mount, bpref, 0, 0);
 154 #endif
 155
 156         if (bno > 0) {
 157                 /* set next_alloc fields as done in block_getblk */
 158                 ip->i_next_alloc_block = lbn;
 159                 ip->i_next_alloc_goal = bno;
 160
 161                 ip->i_blocks += btodb(size);
 162                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 163                 *bnp = bno;
 164                 return (0);
 165         }
 166 nospace:
 167         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "file system full");
 168         uprintf("\n%s: write failed, file system is full\n", fs->fs_fsmnt);
 169         return (ENOSPC);
 170 }
 171
 172 /*
 173  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
 174  *
 175  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
 176  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
 177  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible to
 178  * an fs_rotdelay offset from the end of the allocation for the logical
 179  * block immediately preceding the current range. If successful, the
 180  * physical block numbers in the buffer pointers and in the inode are
 181  * changed to reflect the new allocation. If unsuccessful, the allocation
 182  * is left unchanged. The success in doing the reallocation is returned.
 183  * Note that the error return is not reflected back to the user. Rather
 184  * the previous block allocation will be used.
 185  */
 186
 187 #ifdef FANCY_REALLOC
 188 #include <sys/sysctl.h>
 189 static int doasyncfree = 1;
 190 #ifdef  OPT_DEBUG
 191 SYSCTL_INT(_debug, 14, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0, "");
 192 #endif  /* OPT_DEBUG */
 193 #endif
 194
 195 int
 196 ext2_reallocblks(ap)
 197         struct vop_reallocblks_args /* {
 198                 struct vnode *a_vp;
 199                 struct cluster_save *a_buflist;
 200         } */ *ap;
 201 {
 202 #ifndef FANCY_REALLOC
 203 /* printf("ext2_reallocblks not implemented\n"); */
 204 return ENOSPC;
 205 #else
 206
 207         struct ext2_sb_info *fs;
 208         struct inode *ip;
 209         struct vnode *vp;
 210         struct buf *sbp, *ebp;
 211         int32_t *bap, *sbap, *ebap;
 212         struct cluster_save *buflist;
 213         int32_t start_lbn, end_lbn, soff, eoff, newblk, blkno;
 214         struct indir start_ap[NIADDR + 1], end_ap[NIADDR + 1], *idp;
 215         int i, len, start_lvl, end_lvl, pref, ssize;
 216
 217         vp = ap->a_vp;
 218         ip = VTOI(vp);
 219         fs = ip->i_e2fs;
 220 #ifdef UNKLAR
 221         if (fs->fs_contigsumsize <= 0)
 222                 return (ENOSPC);
 223 #endif
 224         buflist = ap->a_buflist;
 225         len = buflist->bs_nchildren;
 226         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
 227         end_lbn = start_lbn + len - 1;
 228 #ifdef DIAGNOSTIC
 229         for (i = 1; i < len; i++)
 230                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
 231                         panic("ext2_reallocblks: non-cluster");
 232 #endif
 233         /*
 234          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
 235          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
 236          * the previous cylinder group.
 237          */
 238         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
 239             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
 240                 return (ENOSPC);
 241         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
 242             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
 243                 return (ENOSPC);
 244         /*
 245          * Get the starting offset and block map for the first block.
 246          */
 247         if (start_lvl == 0) {
 248                 sbap = &ip->i_db[0];
 249                 soff = start_lbn;
 250         } else {
 251                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
 252                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->s_blocksize, NOCRED, &sbp)) {
 253                         brelse(sbp);
 254                         return (ENOSPC);
 255                 }
 256                 sbap = (int32_t *)sbp->b_data;
 257                 soff = idp->in_off;
 258         }
 259         /*
 260          * Find the preferred location for the cluster.
 261          */
 262         pref = ext2_blkpref(ip, start_lbn, soff, sbap);
 263         /*
 264          * If the block range spans two block maps, get the second map.
 265          */
 266         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
 267                 ssize = len;
 268         } else {
 269 #ifdef DIAGNOSTIC
 270                 if (start_ap[start_lvl-1].in_lbn == idp->in_lbn)
 271                         panic("ext2_reallocblk: start == end");
 272 #endif
 273                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
 274                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->s_blocksize, NOCRED, &ebp))
 275                         goto fail;
 276                 ebap = (int32_t *)ebp->b_data;
 277         }
 278         /*
 279          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
 280          */
 281         if ((newblk = (int32_t)ext2_hashalloc(ip, dtog(fs, pref), (long)pref,
 282             len, (u_long (*)())ext2_clusteralloc)) == 0)
 283                 goto fail;
 284         /*
 285          * We have found a new contiguous block.
 286          *
 287          * First we have to replace the old block pointers with the new
 288          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
 289          * with the file.
 290          */
 291         blkno = newblk;
 292         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->s_frags_per_block) {
 293                 if (i == ssize)
 294                         bap = ebap;
 295 #ifdef DIAGNOSTIC
 296                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != fsbtodb(fs, *bap))
 297                         panic("ext2_reallocblks: alloc mismatch");
 298 #endif
 299                 *bap++ = blkno;
 300         }
 301         /*
 302          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
 303          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
 304          * the old block values may have been written to disk. In practise
 305          * they are almost never written, but if we are concerned about
 306          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
 307          *
 308          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
 309          * that shows whether the associated buffers and inodes have
 310          * been written. The flag should be set when the cluster is
 311          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
 312          * We can then check below to see if it is set, and do the
 313          * synchronous write only when it has been cleared.
 314          */
 315         if (sbap != &ip->i_db[0]) {
 316                 if (doasyncfree)
 317                         bdwrite(sbp);
 318                 else
 319                         bwrite(sbp);
 320         } else {
 321                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 322                 if (!doasyncfree)
 323                         ext2_update(vp, 1);
 324         }
 325         if (ssize < len)
 326                 if (doasyncfree)
 327                         bdwrite(ebp);
 328                 else
 329                         bwrite(ebp);
 330         /*
 331          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
 332          */
 333         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->s_frags_per_block) {
 334                 ext2_blkfree(ip, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno),
 335                     fs->s_blocksize);
 336                 buflist->bs_children[i]->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
 337         }
 338         return (0);
 339
 340 fail:
 341         if (ssize < len)
 342                 brelse(ebp);
 343         if (sbap != &ip->i_db[0])
 344                 brelse(sbp);
 345         return (ENOSPC);
 346
 347 #endif /* FANCY_REALLOC */
 348 }
 349
 350 /*
 351  * Allocate an inode in the file system.
 352  *
 353  * we leave the actual allocation strategy to the (modified)
 354  * ext2_new_inode(), to make sure we get the policies right
 355  */
 356 int
 357 ext2_valloc(pvp, mode, cred, vpp)
 358         struct vnode *pvp;
 359         int mode;
 360         struct ucred *cred;
 361         struct vnode **vpp;
 362 {
 363         struct inode *pip;
 364         struct ext2_sb_info *fs;
 365         struct inode *ip;
 366         ino_t ino;
 367         int i, error;
 368
 369         *vpp = NULL;
 370         pip = VTOI(pvp);
 371         fs = pip->i_e2fs;
 372         if (fs->s_es->s_free_inodes_count == 0)
 373                 goto noinodes;
 374
 375         /* call the Linux routine - it returns the inode number only */
 376         ino = ext2_new_inode(pip, mode);
 377
 378         if (ino == 0)
 379                 goto noinodes;
 380         error = VFS_VGET(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp);
 381         if (error) {
 382                 ext2_vfree(pvp, ino, mode);
 383                 return (error);
 384         }
 385         ip = VTOI(*vpp);
 386
 387         /*
 388           the question is whether using VGET was such good idea at all -
 389           Linux doesn't read the old inode in when it's allocating a
 390           new one. I will set at least i_size & i_blocks the zero.
 391         */
 392         ip->i_mode = 0;
 393         ip->i_size = 0;
 394         ip->i_blocks = 0;
 395         ip->i_flags = 0;
 396         /* now we want to make sure that the block pointers are zeroed out */
 397         for (i = 0; i < NDADDR; i++)
 398                 ip->i_db[i] = 0;
 399         for (i = 0; i < NIADDR; i++)
 400                 ip->i_ib[i] = 0;
 401
 402         /*
 403          * Set up a new generation number for this inode.
 404          * XXX check if this makes sense in ext2
 405          */
 406         if (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
 407                 ip->i_gen = random() / 2 + 1;
 408 /*
 409 printf("ext2_valloc: allocated inode %d\n", ino);
 410 */
 411         return (0);
 412 noinodes:
 413         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "out of inodes");
 414         uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n", fs->fs_fsmnt);
 415         return (ENOSPC);
 416 }
 417
 418 /*
 419  * Select the desired position for the next block in a file.
 420  *
 421  * we try to mimic what Remy does in inode_getblk/block_getblk
 422  *
 423  * we note: blocknr == 0 means that we're about to allocate either
 424  * a direct block or a pointer block at the first level of indirection
 425  * (In other words, stuff that will go in i_db[] or i_ib[])
 426  *
 427  * blocknr != 0 means that we're allocating a block that is none
 428  * of the above. Then, blocknr tells us the number of the block
 429  * that will hold the pointer
 430  */
 431 int32_t
 432 ext2_blkpref(ip, lbn, indx, bap, blocknr)
 433         struct inode *ip;
 434         int32_t lbn;
 435         int indx;
 436         int32_t *bap;
 437         int32_t blocknr;
 438 {
 439         int     tmp;
 440
 441         /* if the next block is actually what we thought it is,
 442            then set the goal to what we thought it should be
 443         */
 444         if(ip->i_next_alloc_block == lbn)
 445                 return ip->i_next_alloc_goal;
 446
 447         /* now check whether we were provided with an array that basically
 448            tells us previous blocks to which we want to stay closeby
 449         */
 450         if(bap)
 451                 for (tmp = indx - 1; tmp >= 0; tmp--)
 452                         if (bap[tmp])
 453                                 return bap[tmp];
 454
 455         /* else let's fall back to the blocknr, or, if there is none,
 456            follow the rule that a block should be allocated near its inode
 457         */
 458         return blocknr ? blocknr :
 459                         (int32_t)(ip->i_block_group *
 460                         EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(ip->i_e2fs)) +
 461                         ip->i_e2fs->s_es->s_first_data_block;
 462 }
 463
 464 /*
 465  * Free a block or fragment.
 466  *
 467  * pass on to the Linux code
 468  */
 469 void
 470 ext2_blkfree(ip, bno, size)
 471         struct inode *ip;
 472         int32_t bno;
 473         long size;
 474 {
 475         struct ext2_sb_info *fs;
 476
 477         fs = ip->i_e2fs;
 478         /*
 479          *      call Linux code with mount *, block number, count
 480          */
 481         ext2_free_blocks(ITOV(ip)->v_mount, bno, size / fs->s_frag_size);
 482 }
 483
 484 /*
 485  * Free an inode.
 486  *
 487  * the maintenance of the actual bitmaps is again up to the linux code
 488  */
 489 int
 490 ext2_vfree(pvp, ino, mode)
 491         struct vnode *pvp;
 492         ino_t ino;
 493         int mode;
 494 {
 495         struct ext2_sb_info *fs;
 496         struct inode *pip;
 497         mode_t save_i_mode;
 498
 499         pip = VTOI(pvp);
 500         fs = pip->i_e2fs;
 501         if ((u_int)ino > fs->s_inodes_per_group * fs->s_groups_count)
 502                 panic("ext2_vfree: range: devvp = %p, ino = %d, fs = %s",
 503                     pip->i_devvp, ino, fs->fs_fsmnt);
 504
 505 /* ext2_debug("ext2_vfree (%d, %d) called\n", pip->i_number, mode);
 506  */
 507         ext2_discard_prealloc(pip);
 508
 509         /* we need to make sure that ext2_free_inode can adjust the
 510            used_dir_counts in the group summary information - I'd
 511            really like to know what the rationale behind this
 512            'set i_mode to zero to denote an unused inode' is
 513          */
 514         save_i_mode = pip->i_mode;
 515         pip->i_mode = mode;
 516         ext2_free_inode(pip);
 517         pip->i_mode = save_i_mode;
 518         return (0);
 519 }
 520
 521 /*
 522  * Fserr prints the name of a file system with an error diagnostic.
 523  *
 524  * The form of the error message is:
 525  *      fs: error message
 526  */
 527 static void
 528 ext2_fserr(fs, uid, cp)
 529         struct ext2_sb_info *fs;
 530         u_int uid;
 531         char *cp;
 532 {
 533
 534         log(LOG_ERR, "uid %d on %s: %s\n", uid, fs->fs_fsmnt, cp);
 535 }