]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/8.1.git/blob - sys/ufs/ffs/softdep.h
Copy stable/8 to releng/8.1 in preparation for 8.1-RC1.
[FreeBSD/releng/8.1.git] / sys / ufs / ffs / softdep.h
1 /*-
2  * Copyright 1998, 2000 Marshall Kirk McKusick. All Rights Reserved.
3  *
4  * The soft updates code is derived from the appendix of a University
5  * of Michigan technical report (Gregory R. Ganger and Yale N. Patt,
6  * "Soft Updates: A Solution to the Metadata Update Problem in File
7  * Systems", CSE-TR-254-95, August 1995).
8  *
9  * Further information about soft updates can be obtained from:
10  *
11  *      Marshall Kirk McKusick          http://www.mckusick.com/softdep/
12  *      1614 Oxford Street              mckusick@mckusick.com
13  *      Berkeley, CA 94709-1608         +1-510-843-9542
14  *      USA
15  *
16  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
17  * modification, are permitted provided that the following conditions
18  * are met:
19  *
20  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
22  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
23  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
24  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
25  *
26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY MARSHALL KIRK MCKUSICK ``AS IS'' AND ANY
27  * EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED
28  * WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
29  * DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL MARSHALL KIRK MCKUSICK BE LIABLE FOR
30  * ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
36  * SUCH DAMAGE.
37  *
38  *      @(#)softdep.h   9.7 (McKusick) 6/21/00
39  * $FreeBSD$
40  */
41
42 #include <sys/queue.h>
43
44 /*
45  * Allocation dependencies are handled with undo/redo on the in-memory
46  * copy of the data. A particular data dependency is eliminated when
47  * it is ALLCOMPLETE: that is ATTACHED, DEPCOMPLETE, and COMPLETE.
48  * 
49  * ATTACHED means that the data is not currently being written to
50  * disk. UNDONE means that the data has been rolled back to a safe
51  * state for writing to the disk. When the I/O completes, the data is
52  * restored to its current form and the state reverts to ATTACHED.
53  * The data must be locked throughout the rollback, I/O, and roll
54  * forward so that the rolled back information is never visible to
55  * user processes. The COMPLETE flag indicates that the item has been
56  * written. For example, a dependency that requires that an inode be
57  * written will be marked COMPLETE after the inode has been written
58  * to disk. The DEPCOMPLETE flag indicates the completion of any other
59  * dependencies such as the writing of a cylinder group map has been
60  * completed. A dependency structure may be freed only when both it
61  * and its dependencies have completed and any rollbacks that are in
62  * progress have finished as indicated by the set of ALLCOMPLETE flags
63  * all being set. The two MKDIR flags indicate additional dependencies
64  * that must be done when creating a new directory. MKDIR_BODY is
65  * cleared when the directory data block containing the "." and ".."
66  * entries has been written. MKDIR_PARENT is cleared when the parent
67  * inode with the increased link count for ".." has been written. When
68  * both MKDIR flags have been cleared, the DEPCOMPLETE flag is set to
69  * indicate that the directory dependencies have been completed. The
70  * writing of the directory inode itself sets the COMPLETE flag which
71  * then allows the directory entry for the new directory to be written
72  * to disk. The RMDIR flag marks a dirrem structure as representing
73  * the removal of a directory rather than a file. When the removal
74  * dependencies are completed, additional work needs to be done
75  * (truncation of the "." and ".." entries, an additional decrement
76  * of the associated inode, and a decrement of the parent inode). The
77  * DIRCHG flag marks a diradd structure as representing the changing
78  * of an existing entry rather than the addition of a new one. When
79  * the update is complete the dirrem associated with the inode for
80  * the old name must be added to the worklist to do the necessary
81  * reference count decrement. The GOINGAWAY flag indicates that the
82  * data structure is frozen from further change until its dependencies
83  * have been completed and its resources freed after which it will be
84  * discarded. The IOSTARTED flag prevents multiple calls to the I/O
85  * start routine from doing multiple rollbacks. The SPACECOUNTED flag
86  * says that the files space has been accounted to the pending free
87  * space count. The NEWBLOCK flag marks pagedep structures that have
88  * just been allocated, so must be claimed by the inode before all
89  * dependencies are complete. The INPROGRESS flag marks worklist
90  * structures that are still on the worklist, but are being considered
91  * for action by some process. The UFS1FMT flag indicates that the
92  * inode being processed is a ufs1 format. The EXTDATA flag indicates
93  * that the allocdirect describes an extended-attributes dependency.
94  * The ONWORKLIST flag shows whether the structure is currently linked
95  * onto a worklist.
96  */
97 #define ATTACHED        0x0001
98 #define UNDONE          0x0002
99 #define COMPLETE        0x0004
100 #define DEPCOMPLETE     0x0008
101 #define MKDIR_PARENT    0x0010  /* diradd & mkdir only */
102 #define MKDIR_BODY      0x0020  /* diradd & mkdir only */
103 #define RMDIR           0x0040  /* dirrem only */
104 #define DIRCHG          0x0080  /* diradd & dirrem only */
105 #define GOINGAWAY       0x0100  /* indirdep only */
106 #define IOSTARTED       0x0200  /* inodedep & pagedep only */
107 #define SPACECOUNTED    0x0400  /* inodedep only */
108 #define NEWBLOCK        0x0800  /* pagedep only */
109 #define INPROGRESS      0x1000  /* dirrem, freeblks, freefrag, freefile only */
110 #define UFS1FMT         0x2000  /* indirdep only */
111 #define EXTDATA         0x4000  /* allocdirect only */
112 #define ONWORKLIST      0x8000
113
114 #define ALLCOMPLETE     (ATTACHED | COMPLETE | DEPCOMPLETE)
115
116 /*
117  * The workitem queue.
118  * 
119  * It is sometimes useful and/or necessary to clean up certain dependencies
120  * in the background rather than during execution of an application process
121  * or interrupt service routine. To realize this, we append dependency
122  * structures corresponding to such tasks to a "workitem" queue. In a soft
123  * updates implementation, most pending workitems should not wait for more
124  * than a couple of seconds, so the filesystem syncer process awakens once
125  * per second to process the items on the queue.
126  */
127
128 /* LIST_HEAD(workhead, worklist);       -- declared in buf.h */
129
130 /*
131  * Each request can be linked onto a work queue through its worklist structure.
132  * To avoid the need for a pointer to the structure itself, this structure
133  * MUST be declared FIRST in each type in which it appears! If more than one
134  * worklist is needed in the structure, then a wk_data field must be added
135  * and the macros below changed to use it.
136  */
137 struct worklist {
138         struct mount            *wk_mp;         /* Mount we live in */
139         LIST_ENTRY(worklist)    wk_list;        /* list of work requests */
140         unsigned short          wk_type;        /* type of request */
141         unsigned short          wk_state;       /* state flags */
142 };
143 #define WK_DATA(wk) ((void *)(wk))
144 #define WK_PAGEDEP(wk) ((struct pagedep *)(wk))
145 #define WK_INODEDEP(wk) ((struct inodedep *)(wk))
146 #define WK_BMSAFEMAP(wk) ((struct bmsafemap *)(wk))
147 #define WK_ALLOCDIRECT(wk) ((struct allocdirect *)(wk))
148 #define WK_INDIRDEP(wk) ((struct indirdep *)(wk))
149 #define WK_ALLOCINDIR(wk) ((struct allocindir *)(wk))
150 #define WK_FREEFRAG(wk) ((struct freefrag *)(wk))
151 #define WK_FREEBLKS(wk) ((struct freeblks *)(wk))
152 #define WK_FREEFILE(wk) ((struct freefile *)(wk))
153 #define WK_DIRADD(wk) ((struct diradd *)(wk))
154 #define WK_MKDIR(wk) ((struct mkdir *)(wk))
155 #define WK_DIRREM(wk) ((struct dirrem *)(wk))
156 #define WK_NEWDIRBLK(wk) ((struct newdirblk *)(wk))
157
158 /*
159  * Various types of lists
160  */
161 LIST_HEAD(dirremhd, dirrem);
162 LIST_HEAD(diraddhd, diradd);
163 LIST_HEAD(newblkhd, newblk);
164 LIST_HEAD(inodedephd, inodedep);
165 LIST_HEAD(allocindirhd, allocindir);
166 LIST_HEAD(allocdirecthd, allocdirect);
167 TAILQ_HEAD(allocdirectlst, allocdirect);
168
169 /*
170  * The "pagedep" structure tracks the various dependencies related to
171  * a particular directory page. If a directory page has any dependencies,
172  * it will have a pagedep linked to its associated buffer. The
173  * pd_dirremhd list holds the list of dirrem requests which decrement
174  * inode reference counts. These requests are processed after the
175  * directory page with the corresponding zero'ed entries has been
176  * written. The pd_diraddhd list maintains the list of diradd requests
177  * which cannot be committed until their corresponding inode has been
178  * written to disk. Because a directory may have many new entries
179  * being created, several lists are maintained hashed on bits of the
180  * offset of the entry into the directory page to keep the lists from
181  * getting too long. Once a new directory entry has been cleared to
182  * be written, it is moved to the pd_pendinghd list. After the new
183  * entry has been written to disk it is removed from the pd_pendinghd
184  * list, any removed operations are done, and the dependency structure
185  * is freed.
186  */
187 #define DAHASHSZ 5
188 #define DIRADDHASH(offset) (((offset) >> 2) % DAHASHSZ)
189 struct pagedep {
190         struct  worklist pd_list;       /* page buffer */
191 #       define  pd_state pd_list.wk_state /* check for multiple I/O starts */
192         LIST_ENTRY(pagedep) pd_hash;    /* hashed lookup */
193         ino_t   pd_ino;                 /* associated file */
194         ufs_lbn_t pd_lbn;               /* block within file */
195         struct  dirremhd pd_dirremhd;   /* dirrem's waiting for page */
196         struct  diraddhd pd_diraddhd[DAHASHSZ]; /* diradd dir entry updates */
197         struct  diraddhd pd_pendinghd;  /* directory entries awaiting write */
198 };
199
200 /*
201  * The "inodedep" structure tracks the set of dependencies associated
202  * with an inode. One task that it must manage is delayed operations
203  * (i.e., work requests that must be held until the inodedep's associated
204  * inode has been written to disk). Getting an inode from its incore 
205  * state to the disk requires two steps to be taken by the filesystem
206  * in this order: first the inode must be copied to its disk buffer by
207  * the VOP_UPDATE operation; second the inode's buffer must be written
208  * to disk. To ensure that both operations have happened in the required
209  * order, the inodedep maintains two lists. Delayed operations are
210  * placed on the id_inowait list. When the VOP_UPDATE is done, all
211  * operations on the id_inowait list are moved to the id_bufwait list.
212  * When the buffer is written, the items on the id_bufwait list can be
213  * safely moved to the work queue to be processed. A second task of the
214  * inodedep structure is to track the status of block allocation within
215  * the inode.  Each block that is allocated is represented by an
216  * "allocdirect" structure (see below). It is linked onto the id_newinoupdt
217  * list until both its contents and its allocation in the cylinder
218  * group map have been written to disk. Once these dependencies have been
219  * satisfied, it is removed from the id_newinoupdt list and any followup
220  * actions such as releasing the previous block or fragment are placed
221  * on the id_inowait list. When an inode is updated (a VOP_UPDATE is
222  * done), the "inodedep" structure is linked onto the buffer through
223  * its worklist. Thus, it will be notified when the buffer is about
224  * to be written and when it is done. At the update time, all the
225  * elements on the id_newinoupdt list are moved to the id_inoupdt list
226  * since those changes are now relevant to the copy of the inode in the
227  * buffer. Also at update time, the tasks on the id_inowait list are
228  * moved to the id_bufwait list so that they will be executed when
229  * the updated inode has been written to disk. When the buffer containing
230  * the inode is written to disk, any updates listed on the id_inoupdt
231  * list are rolled back as they are not yet safe. Following the write,
232  * the changes are once again rolled forward and any actions on the
233  * id_bufwait list are processed (since those actions are now safe).
234  * The entries on the id_inoupdt and id_newinoupdt lists must be kept
235  * sorted by logical block number to speed the calculation of the size
236  * of the rolled back inode (see explanation in initiate_write_inodeblock).
237  * When a directory entry is created, it is represented by a diradd.
238  * The diradd is added to the id_inowait list as it cannot be safely
239  * written to disk until the inode that it represents is on disk. After
240  * the inode is written, the id_bufwait list is processed and the diradd
241  * entries are moved to the id_pendinghd list where they remain until
242  * the directory block containing the name has been written to disk.
243  * The purpose of keeping the entries on the id_pendinghd list is so that
244  * the softdep_fsync function can find and push the inode's directory
245  * name(s) as part of the fsync operation for that file.
246  */
247 struct inodedep {
248         struct  worklist id_list;       /* buffer holding inode block */
249 #       define  id_state id_list.wk_state /* inode dependency state */
250         LIST_ENTRY(inodedep) id_hash;   /* hashed lookup */
251         struct  fs *id_fs;              /* associated filesystem */
252         ino_t   id_ino;                 /* dependent inode */
253         nlink_t id_nlinkdelta;          /* saved effective link count */
254         LIST_ENTRY(inodedep) id_deps;   /* bmsafemap's list of inodedep's */
255         struct  buf *id_buf;            /* related bmsafemap (if pending) */
256         long    id_savedextsize;        /* ext size saved during rollback */
257         off_t   id_savedsize;           /* file size saved during rollback */
258         struct  workhead id_pendinghd;  /* entries awaiting directory write */
259         struct  workhead id_bufwait;    /* operations after inode written */
260         struct  workhead id_inowait;    /* operations waiting inode update */
261         struct  allocdirectlst id_inoupdt; /* updates before inode written */
262         struct  allocdirectlst id_newinoupdt; /* updates when inode written */
263         struct  allocdirectlst id_extupdt; /* extdata updates pre-inode write */
264         struct  allocdirectlst id_newextupdt; /* extdata updates at ino write */
265         union {
266         struct  ufs1_dinode *idu_savedino1; /* saved ufs1_dinode contents */
267         struct  ufs2_dinode *idu_savedino2; /* saved ufs2_dinode contents */
268         } id_un;
269 };
270 #define id_savedino1 id_un.idu_savedino1
271 #define id_savedino2 id_un.idu_savedino2
272
273 /*
274  * A "newblk" structure is attached to a bmsafemap structure when a block
275  * or fragment is allocated from a cylinder group. Its state is set to
276  * DEPCOMPLETE when its cylinder group map is written. It is consumed by
277  * an associated allocdirect or allocindir allocation which will attach
278  * themselves to the bmsafemap structure if the newblk's DEPCOMPLETE flag
279  * is not set (i.e., its cylinder group map has not been written).
280  */ 
281 struct newblk {
282         LIST_ENTRY(newblk) nb_hash;     /* hashed lookup */
283         struct  fs *nb_fs;              /* associated filesystem */
284         int     nb_state;               /* state of bitmap dependency */
285         ufs2_daddr_t nb_newblkno;       /* allocated block number */
286         LIST_ENTRY(newblk) nb_deps;     /* bmsafemap's list of newblk's */
287         struct  bmsafemap *nb_bmsafemap; /* associated bmsafemap */
288 };
289
290 /*
291  * A "bmsafemap" structure maintains a list of dependency structures
292  * that depend on the update of a particular cylinder group map.
293  * It has lists for newblks, allocdirects, allocindirs, and inodedeps.
294  * It is attached to the buffer of a cylinder group block when any of
295  * these things are allocated from the cylinder group. It is freed
296  * after the cylinder group map is written and the state of its
297  * dependencies are updated with DEPCOMPLETE to indicate that it has
298  * been processed.
299  */
300 struct bmsafemap {
301         struct  worklist sm_list;       /* cylgrp buffer */
302         struct  buf *sm_buf;            /* associated buffer */
303         struct  allocdirecthd sm_allocdirecthd; /* allocdirect deps */
304         struct  allocindirhd sm_allocindirhd; /* allocindir deps */
305         struct  inodedephd sm_inodedephd; /* inodedep deps */
306         struct  newblkhd sm_newblkhd;   /* newblk deps */
307 };
308
309 /*
310  * An "allocdirect" structure is attached to an "inodedep" when a new block
311  * or fragment is allocated and pointed to by the inode described by
312  * "inodedep". The worklist is linked to the buffer that holds the block.
313  * When the block is first allocated, it is linked to the bmsafemap
314  * structure associated with the buffer holding the cylinder group map
315  * from which it was allocated. When the cylinder group map is written
316  * to disk, ad_state has the DEPCOMPLETE flag set. When the block itself
317  * is written, the COMPLETE flag is set. Once both the cylinder group map
318  * and the data itself have been written, it is safe to write the inode
319  * that claims the block. If there was a previous fragment that had been
320  * allocated before the file was increased in size, the old fragment may
321  * be freed once the inode claiming the new block is written to disk.
322  * This ad_fragfree request is attached to the id_inowait list of the
323  * associated inodedep (pointed to by ad_inodedep) for processing after
324  * the inode is written. When a block is allocated to a directory, an
325  * fsync of a file whose name is within that block must ensure not only
326  * that the block containing the file name has been written, but also
327  * that the on-disk inode references that block. When a new directory
328  * block is created, we allocate a newdirblk structure which is linked
329  * to the associated allocdirect (on its ad_newdirblk list). When the
330  * allocdirect has been satisfied, the newdirblk structure is moved to
331  * the inodedep id_bufwait list of its directory to await the inode
332  * being written. When the inode is written, the directory entries are
333  * fully committed and can be deleted from their pagedep->id_pendinghd
334  * and inodedep->id_pendinghd lists.
335  */
336 struct allocdirect {
337         struct  worklist ad_list;       /* buffer holding block */
338 #       define  ad_state ad_list.wk_state /* block pointer state */
339         TAILQ_ENTRY(allocdirect) ad_next; /* inodedep's list of allocdirect's */
340         ufs_lbn_t ad_lbn;               /* block within file */
341         ufs2_daddr_t ad_newblkno;       /* new value of block pointer */
342         ufs2_daddr_t ad_oldblkno;       /* old value of block pointer */
343         long    ad_newsize;             /* size of new block */
344         long    ad_oldsize;             /* size of old block */
345         LIST_ENTRY(allocdirect) ad_deps; /* bmsafemap's list of allocdirect's */
346         struct  buf *ad_buf;            /* cylgrp buffer (if pending) */
347         struct  inodedep *ad_inodedep;  /* associated inodedep */
348         struct  freefrag *ad_freefrag;  /* fragment to be freed (if any) */
349         struct  workhead ad_newdirblk;  /* dir block to notify when written */
350 };
351
352 /*
353  * A single "indirdep" structure manages all allocation dependencies for
354  * pointers in an indirect block. The up-to-date state of the indirect
355  * block is stored in ir_savedata. The set of pointers that may be safely
356  * written to the disk is stored in ir_safecopy. The state field is used
357  * only to track whether the buffer is currently being written (in which
358  * case it is not safe to update ir_safecopy). Ir_deplisthd contains the
359  * list of allocindir structures, one for each block that needs to be
360  * written to disk. Once the block and its bitmap allocation have been
361  * written the safecopy can be updated to reflect the allocation and the
362  * allocindir structure freed. If ir_state indicates that an I/O on the
363  * indirect block is in progress when ir_safecopy is to be updated, the
364  * update is deferred by placing the allocindir on the ir_donehd list.
365  * When the I/O on the indirect block completes, the entries on the
366  * ir_donehd list are processed by updating their corresponding ir_safecopy
367  * pointers and then freeing the allocindir structure.
368  */
369 struct indirdep {
370         struct  worklist ir_list;       /* buffer holding indirect block */
371 #       define  ir_state ir_list.wk_state /* indirect block pointer state */
372         caddr_t ir_saveddata;           /* buffer cache contents */
373         struct  buf *ir_savebp;         /* buffer holding safe copy */
374         struct  allocindirhd ir_donehd; /* done waiting to update safecopy */
375         struct  allocindirhd ir_deplisthd; /* allocindir deps for this block */
376 };
377
378 /*
379  * An "allocindir" structure is attached to an "indirdep" when a new block
380  * is allocated and pointed to by the indirect block described by the
381  * "indirdep". The worklist is linked to the buffer that holds the new block.
382  * When the block is first allocated, it is linked to the bmsafemap
383  * structure associated with the buffer holding the cylinder group map
384  * from which it was allocated. When the cylinder group map is written
385  * to disk, ai_state has the DEPCOMPLETE flag set. When the block itself
386  * is written, the COMPLETE flag is set. Once both the cylinder group map
387  * and the data itself have been written, it is safe to write the entry in
388  * the indirect block that claims the block; the "allocindir" dependency 
389  * can then be freed as it is no longer applicable.
390  */
391 struct allocindir {
392         struct  worklist ai_list;       /* buffer holding indirect block */
393 #       define  ai_state ai_list.wk_state /* indirect block pointer state */
394         LIST_ENTRY(allocindir) ai_next; /* indirdep's list of allocindir's */
395         int     ai_offset;              /* pointer offset in indirect block */
396         ufs2_daddr_t ai_newblkno;       /* new block pointer value */
397         ufs2_daddr_t ai_oldblkno;       /* old block pointer value */
398         struct  freefrag *ai_freefrag;  /* block to be freed when complete */
399         struct  indirdep *ai_indirdep;  /* address of associated indirdep */
400         LIST_ENTRY(allocindir) ai_deps; /* bmsafemap's list of allocindir's */
401         struct  buf *ai_buf;            /* cylgrp buffer (if pending) */
402 };
403
404 /*
405  * A "freefrag" structure is attached to an "inodedep" when a previously
406  * allocated fragment is replaced with a larger fragment, rather than extended.
407  * The "freefrag" structure is constructed and attached when the replacement
408  * block is first allocated. It is processed after the inode claiming the
409  * bigger block that replaces it has been written to disk. Note that the
410  * ff_state field is is used to store the uid, so may lose data. However,
411  * the uid is used only in printing an error message, so is not critical.
412  * Keeping it in a short keeps the data structure down to 32 bytes.
413  */
414 struct freefrag {
415         struct  worklist ff_list;       /* id_inowait or delayed worklist */
416 #       define  ff_state ff_list.wk_state /* owning user; should be uid_t */
417         ufs2_daddr_t ff_blkno;          /* fragment physical block number */
418         long    ff_fragsize;            /* size of fragment being deleted */
419         ino_t   ff_inum;                /* owning inode number */
420 };
421
422 /*
423  * A "freeblks" structure is attached to an "inodedep" when the
424  * corresponding file's length is reduced to zero. It records all
425  * the information needed to free the blocks of a file after its
426  * zero'ed inode has been written to disk.
427  */
428 struct freeblks {
429         struct  worklist fb_list;       /* id_inowait or delayed worklist */
430 #       define  fb_state fb_list.wk_state /* inode and dirty block state */
431         ino_t   fb_previousinum;        /* inode of previous owner of blocks */
432         uid_t   fb_uid;                 /* uid of previous owner of blocks */
433         struct  vnode *fb_devvp;        /* filesystem device vnode */
434         long    fb_oldextsize;          /* previous ext data size */
435         off_t   fb_oldsize;             /* previous file size */
436         ufs2_daddr_t fb_chkcnt;         /* used to check cnt of blks released */
437         ufs2_daddr_t fb_dblks[NDADDR];  /* direct blk ptrs to deallocate */
438         ufs2_daddr_t fb_iblks[NIADDR];  /* indirect blk ptrs to deallocate */
439         ufs2_daddr_t fb_eblks[NXADDR];  /* indirect blk ptrs to deallocate */
440 };
441
442 /*
443  * A "freefile" structure is attached to an inode when its
444  * link count is reduced to zero. It marks the inode as free in
445  * the cylinder group map after the zero'ed inode has been written
446  * to disk and any associated blocks and fragments have been freed.
447  */
448 struct freefile {
449         struct  worklist fx_list;       /* id_inowait or delayed worklist */
450         mode_t  fx_mode;                /* mode of inode */
451         ino_t   fx_oldinum;             /* inum of the unlinked file */
452         struct  vnode *fx_devvp;        /* filesystem device vnode */
453 };
454
455 /*
456  * A "diradd" structure is linked to an "inodedep" id_inowait list when a
457  * new directory entry is allocated that references the inode described
458  * by "inodedep". When the inode itself is written (either the initial
459  * allocation for new inodes or with the increased link count for
460  * existing inodes), the COMPLETE flag is set in da_state. If the entry
461  * is for a newly allocated inode, the "inodedep" structure is associated
462  * with a bmsafemap which prevents the inode from being written to disk
463  * until the cylinder group has been updated. Thus the da_state COMPLETE
464  * flag cannot be set until the inode bitmap dependency has been removed.
465  * When creating a new file, it is safe to write the directory entry that
466  * claims the inode once the referenced inode has been written. Since
467  * writing the inode clears the bitmap dependencies, the DEPCOMPLETE flag
468  * in the diradd can be set unconditionally when creating a file. When
469  * creating a directory, there are two additional dependencies described by
470  * mkdir structures (see their description below). When these dependencies
471  * are resolved the DEPCOMPLETE flag is set in the diradd structure.
472  * If there are multiple links created to the same inode, there will be
473  * a separate diradd structure created for each link. The diradd is
474  * linked onto the pg_diraddhd list of the pagedep for the directory
475  * page that contains the entry. When a directory page is written,
476  * the pg_diraddhd list is traversed to rollback any entries that are
477  * not yet ready to be written to disk. If a directory entry is being
478  * changed (by rename) rather than added, the DIRCHG flag is set and
479  * the da_previous entry points to the entry that will be "removed"
480  * once the new entry has been committed. During rollback, entries
481  * with da_previous are replaced with the previous inode number rather
482  * than zero.
483  *
484  * The overlaying of da_pagedep and da_previous is done to keep the
485  * structure down to 32 bytes in size on a 32-bit machine. If a
486  * da_previous entry is present, the pointer to its pagedep is available
487  * in the associated dirrem entry. If the DIRCHG flag is set, the
488  * da_previous entry is valid; if not set the da_pagedep entry is valid.
489  * The DIRCHG flag never changes; it is set when the structure is created
490  * if appropriate and is never cleared.
491  */
492 struct diradd {
493         struct  worklist da_list;       /* id_inowait or id_pendinghd list */
494 #       define  da_state da_list.wk_state /* state of the new directory entry */
495         LIST_ENTRY(diradd) da_pdlist;   /* pagedep holding directory block */
496         doff_t  da_offset;              /* offset of new dir entry in dir blk */
497         ino_t   da_newinum;             /* inode number for the new dir entry */
498         union {
499         struct  dirrem *dau_previous;   /* entry being replaced in dir change */
500         struct  pagedep *dau_pagedep;   /* pagedep dependency for addition */
501         } da_un;
502 };
503 #define da_previous da_un.dau_previous
504 #define da_pagedep da_un.dau_pagedep
505
506 /*
507  * Two "mkdir" structures are needed to track the additional dependencies
508  * associated with creating a new directory entry. Normally a directory
509  * addition can be committed as soon as the newly referenced inode has been
510  * written to disk with its increased link count. When a directory is
511  * created there are two additional dependencies: writing the directory
512  * data block containing the "." and ".." entries (MKDIR_BODY) and writing
513  * the parent inode with the increased link count for ".." (MKDIR_PARENT).
514  * These additional dependencies are tracked by two mkdir structures that
515  * reference the associated "diradd" structure. When they have completed,
516  * they set the DEPCOMPLETE flag on the diradd so that it knows that its
517  * extra dependencies have been completed. The md_state field is used only
518  * to identify which type of dependency the mkdir structure is tracking.
519  * It is not used in the mainline code for any purpose other than consistency
520  * checking. All the mkdir structures in the system are linked together on
521  * a list. This list is needed so that a diradd can find its associated
522  * mkdir structures and deallocate them if it is prematurely freed (as for
523  * example if a mkdir is immediately followed by a rmdir of the same directory).
524  * Here, the free of the diradd must traverse the list to find the associated
525  * mkdir structures that reference it. The deletion would be faster if the
526  * diradd structure were simply augmented to have two pointers that referenced
527  * the associated mkdir's. However, this would increase the size of the diradd
528  * structure from 32 to 64-bits to speed a very infrequent operation.
529  */
530 struct mkdir {
531         struct  worklist md_list;       /* id_inowait or buffer holding dir */
532 #       define  md_state md_list.wk_state /* type: MKDIR_PARENT or MKDIR_BODY */
533         struct  diradd *md_diradd;      /* associated diradd */
534         struct  buf *md_buf;            /* MKDIR_BODY: buffer holding dir */
535         LIST_ENTRY(mkdir) md_mkdirs;    /* list of all mkdirs */
536 };
537 LIST_HEAD(mkdirlist, mkdir) mkdirlisthd;
538
539 /*
540  * A "dirrem" structure describes an operation to decrement the link
541  * count on an inode. The dirrem structure is attached to the pg_dirremhd
542  * list of the pagedep for the directory page that contains the entry.
543  * It is processed after the directory page with the deleted entry has
544  * been written to disk.
545  *
546  * The overlaying of dm_pagedep and dm_dirinum is done to keep the
547  * structure down to 32 bytes in size on a 32-bit machine. It works
548  * because they are never used concurrently.
549  */
550 struct dirrem {
551         struct  worklist dm_list;       /* delayed worklist */
552 #       define  dm_state dm_list.wk_state /* state of the old directory entry */
553         LIST_ENTRY(dirrem) dm_next;     /* pagedep's list of dirrem's */
554         ino_t   dm_oldinum;             /* inum of the removed dir entry */
555         union {
556         struct  pagedep *dmu_pagedep;   /* pagedep dependency for remove */
557         ino_t   dmu_dirinum;            /* parent inode number (for rmdir) */
558         } dm_un;
559 };
560 #define dm_pagedep dm_un.dmu_pagedep
561 #define dm_dirinum dm_un.dmu_dirinum
562
563 /*
564  * A "newdirblk" structure tracks the progress of a newly allocated
565  * directory block from its creation until it is claimed by its on-disk
566  * inode. When a block is allocated to a directory, an fsync of a file
567  * whose name is within that block must ensure not only that the block
568  * containing the file name has been written, but also that the on-disk
569  * inode references that block. When a new directory block is created,
570  * we allocate a newdirblk structure which is linked to the associated
571  * allocdirect (on its ad_newdirblk list). When the allocdirect has been
572  * satisfied, the newdirblk structure is moved to the inodedep id_bufwait
573  * list of its directory to await the inode being written. When the inode
574  * is written, the directory entries are fully committed and can be
575  * deleted from their pagedep->id_pendinghd and inodedep->id_pendinghd
576  * lists. Note that we could track directory blocks allocated to indirect
577  * blocks using a similar scheme with the allocindir structures. Rather
578  * than adding this level of complexity, we simply write those newly 
579  * allocated indirect blocks synchronously as such allocations are rare.
580  */
581 struct newdirblk {
582         struct  worklist db_list;       /* id_inowait or pg_newdirblk */
583 #       define  db_state db_list.wk_state /* unused */
584         struct  pagedep *db_pagedep;    /* associated pagedep */
585 };