sys/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 #include <sys/buf.h>
  47
  48 #include <fs/ext2fs/inode.h>
  49 #include <fs/ext2fs/ext2_mount.h>
  50 #include <fs/ext2fs/ext2fs.h>
  51 #include <fs/ext2fs/fs.h>
  52 #include <fs/ext2fs/ext2_extern.h>
  53
  54 static daddr_t  ext2_alloccg(struct inode *, int, daddr_t, int);
  55 static u_long   ext2_dirpref(struct inode *);
  56 static void     ext2_fserr(struct m_ext2fs *, uid_t, char *);
  57 static u_long   ext2_hashalloc(struct inode *, int, long, int,
  58                                 daddr_t (*)(struct inode *, int, daddr_t,
  59                                                 int));
  60 static daddr_t  ext2_nodealloccg(struct inode *, int, daddr_t, int);
  61 static daddr_t  ext2_mapsearch(struct m_ext2fs *, char *, daddr_t);
  62 #ifdef FANCY_REALLOC
  63 static int      ext2_reallocblks(struct vop_reallocblks_args *);
  64 #endif
  65
  66 /*
  67  * Allocate a block in the file system.
  68  *
  69  * A preference may be optionally specified. If a preference is given
  70  * the following hierarchy is used to allocate a block:
  71  *   1) allocate the requested block.
  72  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
  73  *   3) allocate a block in the same cylinder group.
  74  *   4) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
  75  *        available block is located.
  76  * If no block preference is given the following hierarchy is used
  77  * to allocate a block:
  78  *   1) allocate a block in the cylinder group that contains the
  79  *        inode for the file.
  80  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
  81  *        available block is located.
  82  */
  83 int
  84 ext2_alloc(ip, lbn, bpref, size, cred, bnp)
  85         struct inode *ip;
  86         int32_t lbn, bpref;
  87         int size;
  88         struct ucred *cred;
  89         int32_t *bnp;
  90 {
  91         struct m_ext2fs *fs;
  92         struct ext2mount *ump;
  93         int32_t bno;
  94         int cg;
  95         *bnp = 0;
  96         fs = ip->i_e2fs;
  97         ump = ip->i_ump;
  98         mtx_assert(EXT2_MTX(ump), MA_OWNED);
  99 #ifdef DIAGNOSTIC
 100         if ((u_int)size > fs->e2fs_bsize || blkoff(fs, size) != 0) {
 101                 vn_printf(ip->i_devvp, "bsize = %lu, size = %d, fs = %s\n",
 102                     (long unsigned int)fs->e2fs_bsize, size, fs->e2fs_fsmnt);
 103                 panic("ext2_alloc: bad size");
 104         }
 105         if (cred == NOCRED)
 106                 panic("ext2_alloc: missing credential");
 107 #endif /* DIAGNOSTIC */
 108         if (size == fs->e2fs_bsize && fs->e2fs->e2fs_fbcount == 0)
 109                 goto nospace;
 110         if (cred->cr_uid != 0 &&
 111                 fs->e2fs->e2fs_fbcount < fs->e2fs->e2fs_rbcount)
 112                 goto nospace;
 113         if (bpref >= fs->e2fs->e2fs_bcount)
 114                 bpref = 0;
 115         if (bpref == 0)
 116                 cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
 117         else
 118                 cg = dtog(fs, bpref);
 119         bno = (daddr_t)ext2_hashalloc(ip, cg, bpref, fs->e2fs_bsize,
 120                                                  ext2_alloccg);
 121         if (bno > 0) {
 122                 /* set next_alloc fields as done in block_getblk */
 123                 ip->i_next_alloc_block = lbn;
 124                 ip->i_next_alloc_goal = bno;
 125
 126                 ip->i_blocks += btodb(fs->e2fs_bsize);
 127                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 128                 *bnp = bno;
 129                 return (0);
 130         }
 131 nospace:
 132         EXT2_UNLOCK(ump);
 133         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "file system full");
 134         uprintf("\n%s: write failed, file system is full\n", fs->e2fs_fsmnt);
 135         return (ENOSPC);
 136 }
 137
 138 /*
 139  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
 140  *
 141  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
 142  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
 143  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible to
 144  * an fs_rotdelay offset from the end of the allocation for the logical
 145  * block immediately preceding the current range. If successful, the
 146  * physical block numbers in the buffer pointers and in the inode are
 147  * changed to reflect the new allocation. If unsuccessful, the allocation
 148  * is left unchanged. The success in doing the reallocation is returned.
 149  * Note that the error return is not reflected back to the user. Rather
 150  * the previous block allocation will be used.
 151  */
 152
 153 #ifdef FANCY_REALLOC
 154 SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, ext2fs, CTLFLAG_RW, 0, "EXT2FS filesystem");
 155
 156 static int doasyncfree = 1;
 157 SYSCTL_INT(_vfs_ext2fs, OID_AUTO, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0,
 158     "Use asychronous writes to update block pointers when freeing blocks");
 159
 160 static int doreallocblks = 1;
 161 SYSCTL_INT(_vfs_ext2fs, OID_AUTO, doreallocblks, CTLFLAG_RW, &doreallocblks, 0, "");
 162 #endif
 163
 164 int
 165 ext2_reallocblks(ap)
 166         struct vop_reallocblks_args /* {
 167                 struct vnode *a_vp;
 168                 struct cluster_save *a_buflist;
 169         } */ *ap;
 170 {
 171 #ifndef FANCY_REALLOC
 172 /* printf("ext2_reallocblks not implemented\n"); */
 173 return ENOSPC;
 174 #else
 175
 176         struct m_ext2fs *fs;
 177         struct inode *ip;
 178         struct vnode *vp;
 179         struct buf *sbp, *ebp;
 180         int32_t *bap, *sbap, *ebap = 0;
 181         struct ext2mount *ump;
 182         struct cluster_save *buflist;
 183         struct indir start_ap[NIADDR + 1], end_ap[NIADDR + 1], *idp;
 184         int32_t start_lbn, end_lbn, soff, newblk, blkno;
 185         int i, len, start_lvl, end_lvl, pref, ssize;
 186
 187         vp = ap->a_vp;
 188         ip = VTOI(vp);
 189         fs = ip->i_e2fs;
 190         ump = ip->i_ump;
 191 #ifdef UNKLAR
 192         if (fs->fs_contigsumsize <= 0)
 193                 return (ENOSPC);
 194 #endif
 195         buflist = ap->a_buflist;
 196         len = buflist->bs_nchildren;
 197         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
 198         end_lbn = start_lbn + len - 1;
 199 #ifdef DIAGNOSTIC
 200         for (i = 1; i < len; i++)
 201                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
 202                         panic("ext2_reallocblks: non-cluster");
 203 #endif
 204         /*
 205          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
 206          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
 207          * the previous cylinder group.
 208          */
 209         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
 210             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
 211                 return (ENOSPC);
 212         if (ext2_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
 213             ext2_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
 214                 return (ENOSPC);
 215         /*
 216          * Get the starting offset and block map for the first block.
 217          */
 218         if (start_lvl == 0) {
 219                 sbap = &ip->i_db[0];
 220                 soff = start_lbn;
 221         } else {
 222                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
 223                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &sbp)) {
 224                         brelse(sbp);
 225                         return (ENOSPC);
 226                 }
 227                 sbap = (int32_t *)sbp->b_data;
 228                 soff = idp->in_off;
 229         }
 230         /*
 231          * Find the preferred location for the cluster.
 232          */
 233         EXT2_LOCK(ump);
 234         pref = ext2_blkpref(ip, start_lbn, soff, sbap, 0);
 235         /*
 236          * If the block range spans two block maps, get the second map.
 237          */
 238         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
 239                 ssize = len;
 240         } else {
 241 #ifdef DIAGNOSTIC
 242                 if (start_ap[start_lvl-1].in_lbn == idp->in_lbn)
 243                         panic("ext2_reallocblk: start == end");
 244 #endif
 245                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
 246                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &ebp)){
 247                         EXT2_UNLOCK(ump);
 248                         goto fail;
 249                 }
 250                 ebap = (int32_t *)ebp->b_data;
 251         }
 252         /*
 253          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
 254          */
 255         if ((newblk = (int32_t)ext2_hashalloc(ip, dtog(fs, pref), pref,
 256             len, ext2_clusteralloc)) == 0){
 257                 EXT2_UNLOCK(ump);
 258                 goto fail;
 259         }
 260         /*
 261          * We have found a new contiguous block.
 262          *
 263          * First we have to replace the old block pointers with the new
 264          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
 265          * with the file.
 266          */
 267         blkno = newblk;
 268         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->e2fs_fpb) {
 269                 if (i == ssize)
 270                         bap = ebap;
 271                         soff = -i;
 272 #ifdef DIAGNOSTIC
 273                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != fsbtodb(fs, *bap))
 274                         panic("ext2_reallocblks: alloc mismatch");
 275 #endif
 276                 *bap++ = blkno;
 277         }
 278         /*
 279          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
 280          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
 281          * the old block values may have been written to disk. In practise
 282          * they are almost never written, but if we are concerned about
 283          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
 284          *
 285          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
 286          * that shows whether the associated buffers and inodes have
 287          * been written. The flag should be set when the cluster is
 288          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
 289          * We can then check below to see if it is set, and do the
 290          * synchronous write only when it has been cleared.
 291          */
 292         if (sbap != &ip->i_db[0]) {
 293                 if (doasyncfree)
 294                         bdwrite(sbp);
 295                 else
 296                         bwrite(sbp);
 297         } else {
 298                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 299                 if (!doasyncfree)
 300                         ext2_update(vp, 1);
 301         }
 302         if (ssize < len) {
 303                 if (doasyncfree)
 304                         bdwrite(ebp);
 305                 else
 306                         bwrite(ebp);
 307         }
 308         /*
 309          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
 310          */
 311         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->e2fs_fpb) {
 312                 ext2_blkfree(ip, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno),
 313                     fs->e2fs_bsize);
 314                 buflist->bs_children[i]->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
 315         }
 316         return (0);
 317
 318 fail:
 319         if (ssize < len)
 320                 brelse(ebp);
 321         if (sbap != &ip->i_db[0])
 322                 brelse(sbp);
 323         return (ENOSPC);
 324
 325 #endif /* FANCY_REALLOC */
 326 }
 327
 328 /*
 329  * Allocate an inode in the file system.
 330  *
 331  */
 332 int
 333 ext2_valloc(pvp, mode, cred, vpp)
 334         struct vnode *pvp;
 335         int mode;
 336         struct ucred *cred;
 337         struct vnode **vpp;
 338 {
 339         struct inode *pip;
 340         struct m_ext2fs *fs;
 341         struct inode *ip;
 342         struct ext2mount *ump;
 343         ino_t ino, ipref;
 344         int i, error, cg;
 345
 346         *vpp = NULL;
 347         pip = VTOI(pvp);
 348         fs = pip->i_e2fs;
 349         ump = pip->i_ump;
 350
 351         EXT2_LOCK(ump);
 352         if (fs->e2fs->e2fs_ficount == 0)
 353                 goto noinodes;
 354         /*
 355          * If it is a directory then obtain a cylinder group based on
 356          * ext2_dirpref else obtain it using ino_to_cg. The preferred inode is
 357          * always the next inode.
 358          */
 359         if((mode & IFMT) == IFDIR) {
 360                 cg = ext2_dirpref(pip);
 361                 if (fs->e2fs_contigdirs[cg] < 255)
 362                         fs->e2fs_contigdirs[cg]++;
 363         } else {
 364                 cg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
 365                 if (fs->e2fs_contigdirs[cg] > 0)
 366                         fs->e2fs_contigdirs[cg]--;
 367         }
 368         ipref = cg * fs->e2fs->e2fs_ipg + 1;
 369         ino = (ino_t)ext2_hashalloc(pip, cg, (long)ipref, mode, ext2_nodealloccg);
 370
 371         if (ino == 0)
 372                 goto noinodes;
 373         error = VFS_VGET(pvp->v_mount, ino, LK_EXCLUSIVE, vpp);
 374         if (error) {
 375                 ext2_vfree(pvp, ino, mode);
 376                 return (error);
 377         }
 378         ip = VTOI(*vpp);
 379
 380         /*
 381           the question is whether using VGET was such good idea at all -
 382           Linux doesn't read the old inode in when it's allocating a
 383           new one. I will set at least i_size & i_blocks the zero.
 384         */
 385         ip->i_mode = 0;
 386         ip->i_size = 0;
 387         ip->i_blocks = 0;
 388         ip->i_flags = 0;
 389         /* now we want to make sure that the block pointers are zeroed out */
 390         for (i = 0; i < NDADDR; i++)
 391                 ip->i_db[i] = 0;
 392         for (i = 0; i < NIADDR; i++)
 393                 ip->i_ib[i] = 0;
 394
 395         /*
 396          * Set up a new generation number for this inode.
 397          * XXX check if this makes sense in ext2
 398          */
 399         if (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
 400                 ip->i_gen = random() / 2 + 1;
 401 /*
 402 printf("ext2_valloc: allocated inode %d\n", ino);
 403 */
 404         return (0);
 405 noinodes:
 406         EXT2_UNLOCK(ump);
 407         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "out of inodes");
 408         uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n", fs->e2fs_fsmnt);
 409         return (ENOSPC);
 410 }
 411
 412 /*
 413  * Find a cylinder to place a directory.
 414  *
 415  * The policy implemented by this algorithm is to allocate a
 416  * directory inode in the same cylinder group as its parent
 417  * directory, but also to reserve space for its files inodes
 418  * and data. Restrict the number of directories which may be
 419  * allocated one after another in the same cylinder group
 420  * without intervening allocation of files.
 421  *
 422  * If we allocate a first level directory then force allocation
 423  * in another cylinder group.
 424  *
 425  */
 426 static u_long
 427 ext2_dirpref(struct inode *pip)
 428 {
 429         struct m_ext2fs *fs;
 430         int cg, prefcg, dirsize, cgsize;
 431         int avgifree, avgbfree, avgndir, curdirsize;
 432         int minifree, minbfree, maxndir;
 433         int mincg, minndir;
 434         int maxcontigdirs;
 435
 436         mtx_assert(EXT2_MTX(pip->i_ump), MA_OWNED);
 437         fs = pip->i_e2fs;
 438
 439         avgifree = fs->e2fs->e2fs_ficount / fs->e2fs_gcount;
 440         avgbfree = fs->e2fs->e2fs_fbcount / fs->e2fs_gcount;
 441         avgndir  = fs->e2fs_total_dir / fs->e2fs_gcount;
 442
 443         /*
 444          * Force allocation in another cg if creating a first level dir.
 445          */
 446         ASSERT_VOP_LOCKED(ITOV(pip), "ext2fs_dirpref");
 447         if (ITOV(pip)->v_vflag & VV_ROOT) {
 448                 prefcg = arc4random() % fs->e2fs_gcount;
 449                 mincg = prefcg;
 450                 minndir = fs->e2fs_ipg;
 451                 for (cg = prefcg; cg < fs->e2fs_gcount; cg++)
 452                         if (fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_ndirs < minndir &&
 453                             fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree >= avgifree &&
 454                             fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nbfree >= avgbfree) {
 455                                 mincg = cg;
 456                                 minndir = fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_ndirs;
 457                         }
 458                 for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 459                         if (fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_ndirs < minndir &&
 460                             fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree >= avgifree &&
 461                             fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nbfree >= avgbfree) {
 462                                 mincg = cg;
 463                                 minndir = fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_ndirs;
 464                         }
 465
 466                 return (mincg);
 467         }
 468
 469         /*
 470          * Count various limits which used for
 471          * optimal allocation of a directory inode.
 472          */
 473         maxndir = min(avgndir + fs->e2fs_ipg / 16, fs->e2fs_ipg);
 474         minifree = avgifree - avgifree / 4;
 475         if (minifree < 1)
 476                 minifree = 1;
 477         minbfree = avgbfree - avgbfree / 4;
 478         if (minbfree < 1)
 479                 minbfree = 1;
 480         cgsize = fs->e2fs_fsize * fs->e2fs_fpg;
 481         dirsize = AVGDIRSIZE;
 482         curdirsize = avgndir ? (cgsize - avgbfree * fs->e2fs_bsize) / avgndir : 0;
 483         if (dirsize < curdirsize)
 484                 dirsize = curdirsize;
 485         if (dirsize <= 0)
 486                 maxcontigdirs = 0;              /* dirsize overflowed */
 487         else
 488                 maxcontigdirs = min((avgbfree * fs->e2fs_bsize) / dirsize, 255);
 489         maxcontigdirs = min(maxcontigdirs, fs->e2fs_ipg / AFPDIR);
 490         if (maxcontigdirs == 0)
 491                 maxcontigdirs = 1;
 492
 493         /*
 494          * Limit number of dirs in one cg and reserve space for
 495          * regular files, but only if we have no deficit in
 496          * inodes or space.
 497          */
 498         prefcg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
 499         for (cg = prefcg; cg < fs->e2fs_gcount; cg++)
 500                 if (fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_ndirs < maxndir &&
 501                     fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree >= minifree &&
 502                     fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nbfree >= minbfree) {
 503                         if (fs->e2fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
 504                                 return (cg);
 505                 }
 506         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 507                 if (fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_ndirs < maxndir &&
 508                     fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree >= minifree &&
 509                     fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nbfree >= minbfree) {
 510                         if (fs->e2fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
 511                                 return (cg);
 512                 }
 513         /*
 514          * This is a backstop when we have deficit in space.
 515          */
 516         for (cg = prefcg; cg < fs->e2fs_gcount; cg++)
 517                 if (fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree >= avgifree)
 518                         return (cg);
 519         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 520                 if (fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree >= avgifree)
 521                         break;
 522         return (cg);
 523 }
 524
 525 /*
 526  * Select the desired position for the next block in a file.
 527  *
 528  * we try to mimic what Remy does in inode_getblk/block_getblk
 529  *
 530  * we note: blocknr == 0 means that we're about to allocate either
 531  * a direct block or a pointer block at the first level of indirection
 532  * (In other words, stuff that will go in i_db[] or i_ib[])
 533  *
 534  * blocknr != 0 means that we're allocating a block that is none
 535  * of the above. Then, blocknr tells us the number of the block
 536  * that will hold the pointer
 537  */
 538 int32_t
 539 ext2_blkpref(ip, lbn, indx, bap, blocknr)
 540         struct inode *ip;
 541         int32_t lbn;
 542         int indx;
 543         int32_t *bap;
 544         int32_t blocknr;
 545 {
 546         int     tmp;
 547         mtx_assert(EXT2_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
 548
 549         /* if the next block is actually what we thought it is,
 550            then set the goal to what we thought it should be
 551         */
 552         if(ip->i_next_alloc_block == lbn && ip->i_next_alloc_goal != 0)
 553                 return ip->i_next_alloc_goal;
 554
 555         /* now check whether we were provided with an array that basically
 556            tells us previous blocks to which we want to stay closeby
 557         */
 558         if(bap)
 559                 for (tmp = indx - 1; tmp >= 0; tmp--)
 560                         if (bap[tmp])
 561                                 return bap[tmp];
 562
 563         /* else let's fall back to the blocknr, or, if there is none,
 564            follow the rule that a block should be allocated near its inode
 565         */
 566         return blocknr ? blocknr :
 567                         (int32_t)(ip->i_block_group *
 568                         EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(ip->i_e2fs)) +
 569                         ip->i_e2fs->e2fs->e2fs_first_dblock;
 570 }
 571
 572 /*
 573  * Implement the cylinder overflow algorithm.
 574  *
 575  * The policy implemented by this algorithm is:
 576  *   1) allocate the block in its requested cylinder group.
 577  *   2) quadradically rehash on the cylinder group number.
 578  *   3) brute force search for a free block.
 579  */
 580 static u_long
 581 ext2_hashalloc(struct inode *ip, int cg, long pref, int size,
 582                 daddr_t (*allocator)(struct inode *, int, daddr_t, int))
 583 {
 584         struct m_ext2fs *fs;
 585         ino_t result;
 586         int i, icg = cg;
 587
 588         mtx_assert(EXT2_MTX(ip->i_ump), MA_OWNED);
 589         fs = ip->i_e2fs;
 590         /*
 591          * 1: preferred cylinder group
 592          */
 593         result = (*allocator)(ip, cg, pref, size);
 594         if (result)
 595                 return (result);
 596         /*
 597          * 2: quadratic rehash
 598          */
 599         for (i = 1; i < fs->e2fs_gcount; i *= 2) {
 600                 cg += i;
 601                 if (cg >= fs->e2fs_gcount)
 602                         cg -= fs->e2fs_gcount;
 603                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 604                 if (result)
 605                         return (result);
 606         }
 607         /*
 608          * 3: brute force search
 609          * Note that we start at i == 2, since 0 was checked initially,
 610          * and 1 is always checked in the quadratic rehash.
 611          */
 612         cg = (icg + 2) % fs->e2fs_gcount;
 613         for (i = 2; i < fs->e2fs_gcount; i++) {
 614                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 615                 if (result)
 616                         return (result);
 617                 cg++;
 618                 if (cg == fs->e2fs_gcount)
 619                         cg = 0;
 620         }
 621         return (0);
 622 }
 623
 624 /*
 625  * Determine whether a block can be allocated.
 626  *
 627  * Check to see if a block of the appropriate size is available,
 628  * and if it is, allocate it.
 629  */
 630 static daddr_t
 631 ext2_alloccg(struct inode *ip, int cg, daddr_t bpref, int size)
 632 {
 633         struct m_ext2fs *fs;
 634         struct buf *bp;
 635         struct ext2mount *ump;
 636         daddr_t bno, runstart, runlen;
 637         int bit, loc, end, error, start;
 638         char *bbp;
 639         /* XXX ondisk32 */
 640         fs = ip->i_e2fs;
 641         ump = ip->i_ump;
 642         if (fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nbfree == 0)
 643                 return (0);
 644         EXT2_UNLOCK(ump);
 645         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs,
 646                 fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_b_bitmap),
 647                 (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
 648         if (error) {
 649                 brelse(bp);
 650                 EXT2_LOCK(ump);
 651                 return (0);
 652         }
 653         if (fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nbfree == 0) {
 654                 /*
 655                  * Another thread allocated the last block in this
 656                  * group while we were waiting for the buffer.
 657                  */
 658                 brelse(bp);
 659                 EXT2_LOCK(ump);
 660                 return (0);
 661         }
 662         bbp = (char *)bp->b_data;
 663
 664         if (dtog(fs, bpref) != cg)
 665                 bpref = 0;
 666         if (bpref != 0) {
 667                 bpref = dtogd(fs, bpref);
 668                 /*
 669                  * if the requested block is available, use it
 670                  */
 671                 if (isclr(bbp, bpref)) {
 672                         bno = bpref;
 673                         goto gotit;
 674                 }
 675         }
 676         /*
 677          * no blocks in the requested cylinder, so take next
 678          * available one in this cylinder group.
 679          * first try to get 8 contigous blocks, then fall back to a single
 680          * block.
 681          */
 682         if (bpref)
 683                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
 684         else
 685                 start = 0;
 686         end = howmany(fs->e2fs->e2fs_fpg, NBBY) - start;
 687 retry:
 688         runlen = 0;
 689         runstart = 0;
 690         for (loc = start; loc < end; loc++) {
 691                 if (bbp[loc] == (char)0xff) {
 692                         runlen = 0;
 693                         continue;
 694                 }
 695
 696                 /* Start of a run, find the number of high clear bits. */
 697                 if (runlen == 0) {
 698                         bit = fls(bbp[loc]);
 699                         runlen = NBBY - bit;
 700                         runstart = loc * NBBY + bit;
 701                 } else if (bbp[loc] == 0) {
 702                         /* Continue a run. */
 703                         runlen += NBBY;
 704                 } else {
 705                         /*
 706                          * Finish the current run.  If it isn't long
 707                          * enough, start a new one.
 708                          */
 709                         bit = ffs(bbp[loc]) - 1;
 710                         runlen += bit;
 711                         if (runlen >= 8) {
 712                                 bno = runstart;
 713                                 goto gotit;
 714                         }
 715
 716                         /* Run was too short, start a new one. */
 717                         bit = fls(bbp[loc]);
 718                         runlen = NBBY - bit;
 719                         runstart = loc * NBBY + bit;
 720                 }
 721
 722                 /* If the current run is long enough, use it. */
 723                 if (runlen >= 8) {
 724                         bno = runstart;
 725                         goto gotit;
 726                 }
 727         }
 728         if (start != 0) {
 729                 end = start;
 730                 start = 0;
 731                 goto retry;
 732         }
 733
 734         bno = ext2_mapsearch(fs, bbp, bpref);
 735         if (bno < 0){
 736                 brelse(bp);
 737                 EXT2_LOCK(ump);
 738                 return (0);
 739         }
 740 gotit:
 741 #ifdef DIAGNOSTIC
 742         if (isset(bbp, bno)) {
 743                 printf("ext2fs_alloccgblk: cg=%d bno=%jd fs=%s\n",
 744                         cg, (intmax_t)bno, fs->e2fs_fsmnt);
 745                 panic("ext2fs_alloccg: dup alloc");
 746         }
 747 #endif
 748         setbit(bbp, bno);
 749         EXT2_LOCK(ump);
 750         fs->e2fs->e2fs_fbcount--;
 751         fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nbfree--;
 752         fs->e2fs_fmod = 1;
 753         EXT2_UNLOCK(ump);
 754         bdwrite(bp);
 755         return (cg * fs->e2fs->e2fs_fpg + fs->e2fs->e2fs_first_dblock + bno);
 756 }
 757
 758 /*
 759  * Determine whether an inode can be allocated.
 760  *
 761  * Check to see if an inode is available, and if it is,
 762  * allocate it using tode in the specified cylinder group.
 763  */
 764 static daddr_t
 765 ext2_nodealloccg(struct inode *ip, int cg, daddr_t ipref, int mode)
 766 {
 767         struct m_ext2fs *fs;
 768         struct buf *bp;
 769         struct ext2mount *ump;
 770         int error, start, len, loc, map, i;
 771         char *ibp;
 772         ipref--; /* to avoid a lot of (ipref -1) */
 773         if (ipref == -1)
 774                 ipref = 0;
 775         fs = ip->i_e2fs;
 776         ump = ip->i_ump;
 777         if (fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree == 0)
 778                 return (0);
 779         EXT2_UNLOCK(ump);
 780         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodb(fs,
 781                 fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_i_bitmap),
 782                 (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
 783         if (error) {
 784                 brelse(bp);
 785                 EXT2_LOCK(ump);
 786                 return (0);
 787         }
 788         if (fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree == 0) {
 789                 /*
 790                  * Another thread allocated the last i-node in this
 791                  * group while we were waiting for the buffer.
 792                  */
 793                 brelse(bp);
 794                 EXT2_LOCK(ump);
 795                 return (0);
 796         }
 797         ibp = (char *)bp->b_data;
 798         if (ipref) {
 799                 ipref %= fs->e2fs->e2fs_ipg;
 800                 if (isclr(ibp, ipref))
 801                         goto gotit;
 802         }
 803         start = ipref / NBBY;
 804         len = howmany(fs->e2fs->e2fs_ipg - ipref, NBBY);
 805         loc = skpc(0xff, len, &ibp[start]);
 806         if (loc == 0) {
 807                 len = start + 1;
 808                 start = 0;
 809                 loc = skpc(0xff, len, &ibp[0]);
 810                 if (loc == 0) {
 811                         printf("cg = %d, ipref = %lld, fs = %s\n",
 812                                 cg, (long long)ipref, fs->e2fs_fsmnt);
 813                         panic("ext2fs_nodealloccg: map corrupted");
 814                         /* NOTREACHED */
 815                 }
 816         }
 817         i = start + len - loc;
 818         map = ibp[i] ^ 0xff;
 819         if (map == 0) {
 820                 printf("fs = %s\n", fs->e2fs_fsmnt);
 821                 panic("ext2fs_nodealloccg: block not in map");
 822         }
 823         ipref = i * NBBY + ffs(map) - 1;
 824 gotit:
 825         setbit(ibp, ipref);
 826         EXT2_LOCK(ump);
 827         fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree--;
 828         fs->e2fs->e2fs_ficount--;
 829         fs->e2fs_fmod = 1;
 830         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
 831                 fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_ndirs++;
 832                 fs->e2fs_total_dir++;
 833         }
 834         EXT2_UNLOCK(ump);
 835         bdwrite(bp);
 836         return (cg * fs->e2fs->e2fs_ipg + ipref +1);
 837 }
 838
 839 /*
 840  * Free a block or fragment.
 841  *
 842  */
 843 void
 844 ext2_blkfree(ip, bno, size)
 845         struct inode *ip;
 846         int32_t bno;
 847         long size;
 848 {
 849         struct m_ext2fs *fs;
 850         struct buf *bp;
 851         struct ext2mount *ump;
 852         int cg, error;
 853         char *bbp;
 854
 855         fs = ip->i_e2fs;
 856         ump = ip->i_ump;
 857         cg = dtog(fs, bno);
 858         if ((u_int)bno >= fs->e2fs->e2fs_bcount) {
 859                 printf("bad block %lld, ino %llu\n", (long long)bno,
 860                     (unsigned long long)ip->i_number);
 861                 ext2_fserr(fs, ip->i_uid, "bad block");
 862                 return;
 863         }
 864         error = bread(ip->i_devvp,
 865                 fsbtodb(fs, fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_b_bitmap),
 866                 (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
 867         if (error) {
 868                 brelse(bp);
 869                 return;
 870         }
 871         bbp = (char *)bp->b_data;
 872         bno = dtogd(fs, bno);
 873         if (isclr(bbp, bno)) {
 874                 printf("block = %lld, fs = %s\n",
 875                      (long long)bno, fs->e2fs_fsmnt);
 876                 panic("blkfree: freeing free block");
 877         }
 878         clrbit(bbp, bno);
 879         EXT2_LOCK(ump);
 880         fs->e2fs->e2fs_fbcount++;
 881         fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nbfree++;
 882         fs->e2fs_fmod = 1;
 883         EXT2_UNLOCK(ump);
 884         bdwrite(bp);
 885 }
 886
 887 /*
 888  * Free an inode.
 889  *
 890  */
 891 int
 892 ext2_vfree(pvp, ino, mode)
 893         struct vnode *pvp;
 894         ino_t ino;
 895         int mode;
 896 {
 897         struct m_ext2fs *fs;
 898         struct inode *pip;
 899         struct buf *bp;
 900         struct ext2mount *ump;
 901         int error, cg;
 902         char * ibp;
 903 /*      mode_t save_i_mode; */
 904
 905         pip = VTOI(pvp);
 906         fs = pip->i_e2fs;
 907         ump = pip->i_ump;
 908         if ((u_int)ino > fs->e2fs_ipg * fs->e2fs_gcount)
 909                 panic("ext2_vfree: range: devvp = %p, ino = %d, fs = %s",
 910                     pip->i_devvp, ino, fs->e2fs_fsmnt);
 911
 912         cg = ino_to_cg(fs, ino);
 913         error = bread(pip->i_devvp,
 914                 fsbtodb(fs, fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_i_bitmap),
 915                 (int)fs->e2fs_bsize, NOCRED, &bp);
 916         if (error) {
 917                 brelse(bp);
 918                 return (0);
 919         }
 920         ibp = (char *)bp->b_data;
 921         ino = (ino - 1) % fs->e2fs->e2fs_ipg;
 922         if (isclr(ibp, ino)) {
 923                 printf("ino = %llu, fs = %s\n",
 924                          (unsigned long long)ino, fs->e2fs_fsmnt);
 925                 if (fs->e2fs_ronly == 0)
 926                         panic("ifree: freeing free inode");
 927         }
 928         clrbit(ibp, ino);
 929         EXT2_LOCK(ump);
 930         fs->e2fs->e2fs_ficount++;
 931         fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_nifree++;
 932         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
 933                 fs->e2fs_gd[cg].ext2bgd_ndirs--;
 934                 fs->e2fs_total_dir--;
 935         }
 936         fs->e2fs_fmod = 1;
 937         EXT2_UNLOCK(ump);
 938         bdwrite(bp);
 939         return (0);
 940 }
 941
 942 /*
 943  * Find a block in the specified cylinder group.
 944  *
 945  * It is a panic if a request is made to find a block if none are
 946  * available.
 947  */
 948 static daddr_t
 949 ext2_mapsearch(struct m_ext2fs *fs, char *bbp, daddr_t bpref)
 950 {
 951         int start, len, loc, i, map;
 952
 953         /*
 954          * find the fragment by searching through the free block
 955          * map for an appropriate bit pattern
 956          */
 957         if (bpref)
 958                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
 959         else
 960                 start = 0;
 961         len = howmany(fs->e2fs->e2fs_fpg, NBBY) - start;
 962         loc = skpc(0xff, len, &bbp[start]);
 963         if (loc == 0) {
 964                 len = start + 1;
 965                 start = 0;
 966                 loc = skpc(0xff, len, &bbp[start]);
 967                 if (loc == 0) {
 968                         printf("start = %d, len = %d, fs = %s\n",
 969                                 start, len, fs->e2fs_fsmnt);
 970                         panic("ext2fs_alloccg: map corrupted");
 971                         /* NOTREACHED */
 972                 }
 973         }
 974         i = start + len - loc;
 975         map = bbp[i] ^ 0xff;
 976         if (map == 0) {
 977                 printf("fs = %s\n", fs->e2fs_fsmnt);
 978                 panic("ext2fs_mapsearch: block not in map");
 979         }
 980         return (i * NBBY + ffs(map) - 1);
 981 }
 982
 983 /*
 984  * Fserr prints the name of a file system with an error diagnostic.
 985  *
 986  * The form of the error message is:
 987  *      fs: error message
 988  */
 989 static void
 990 ext2_fserr(fs, uid, cp)
 991         struct m_ext2fs *fs;
 992         uid_t uid;
 993         char *cp;
 994 {
 995
 996         log(LOG_ERR, "uid %u on %s: %s\n", uid, fs->e2fs_fsmnt, cp);
 997 }
 998
 999 int
1000 cg_has_sb(int i)
1001 {
1002         int a3, a5, a7;
1003
1004         if (i == 0 || i == 1)
1005                 return 1;
1006         for (a3 = 3, a5 = 5, a7 = 7;
1007             a3 <= i || a5 <= i || a7 <= i;
1008             a3 *= 3, a5 *= 5, a7 *= 7)
1009                 if (i == a3 || i == a5 || i == a7)
1010                         return 1;
1011         return 0;
1012 }