sys/vfs/ufs/ffs_softdep.c

   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  *      from: @(#)ffs_softdep.c 9.59 (McKusick) 6/21/00
  39  * $FreeBSD: src/sys/ufs/ffs/ffs_softdep.c,v 1.57.2.11 2002/02/05 18:46:53 dillon Exp $
  40  * $DragonFly: src/sys/vfs/ufs/ffs_softdep.c,v 1.51 2007/04/12 19:50:20 swildner Exp $
  41  */
  42
  43 /*
  44  * For now we want the safety net that the DIAGNOSTIC and DEBUG flags provide.
  45  */
  46 #ifndef DIAGNOSTIC
  47 #define DIAGNOSTIC
  48 #endif
  49 #ifndef DEBUG
  50 #define DEBUG
  51 #endif
  52
  53 #include <sys/param.h>
  54 #include <sys/kernel.h>
  55 #include <sys/systm.h>
  56 #include <sys/buf.h>
  57 #include <sys/malloc.h>
  58 #include <sys/mount.h>
  59 #include <sys/proc.h>
  60 #include <sys/syslog.h>
  61 #include <sys/vnode.h>
  62 #include <sys/conf.h>
  63 #include <sys/buf2.h>
  64 #include <machine/inttypes.h>
  65 #include "dir.h"
  66 #include "quota.h"
  67 #include "inode.h"
  68 #include "ufsmount.h"
  69 #include "fs.h"
  70 #include "softdep.h"
  71 #include "ffs_extern.h"
  72 #include "ufs_extern.h"
  73
  74 #include <sys/thread2.h>
  75
  76 /*
  77  * These definitions need to be adapted to the system to which
  78  * this file is being ported.
  79  */
  80 /*
  81  * malloc types defined for the softdep system.
  82  */
  83 MALLOC_DEFINE(M_PAGEDEP, "pagedep","File page dependencies");
  84 MALLOC_DEFINE(M_INODEDEP, "inodedep","Inode dependencies");
  85 MALLOC_DEFINE(M_NEWBLK, "newblk","New block allocation");
  86 MALLOC_DEFINE(M_BMSAFEMAP, "bmsafemap","Block or frag allocated from cyl group map");
  87 MALLOC_DEFINE(M_ALLOCDIRECT, "allocdirect","Block or frag dependency for an inode");
  88 MALLOC_DEFINE(M_INDIRDEP, "indirdep","Indirect block dependencies");
  89 MALLOC_DEFINE(M_ALLOCINDIR, "allocindir","Block dependency for an indirect block");
  90 MALLOC_DEFINE(M_FREEFRAG, "freefrag","Previously used frag for an inode");
  91 MALLOC_DEFINE(M_FREEBLKS, "freeblks","Blocks freed from an inode");
  92 MALLOC_DEFINE(M_FREEFILE, "freefile","Inode deallocated");
  93 MALLOC_DEFINE(M_DIRADD, "diradd","New directory entry");
  94 MALLOC_DEFINE(M_MKDIR, "mkdir","New directory");
  95 MALLOC_DEFINE(M_DIRREM, "dirrem","Directory entry deleted");
  96
  97 #define M_SOFTDEP_FLAGS         (M_WAITOK | M_USE_RESERVE)
  98
  99 #define D_PAGEDEP       0
 100 #define D_INODEDEP      1
 101 #define D_NEWBLK        2
 102 #define D_BMSAFEMAP     3
 103 #define D_ALLOCDIRECT   4
 104 #define D_INDIRDEP      5
 105 #define D_ALLOCINDIR    6
 106 #define D_FREEFRAG      7
 107 #define D_FREEBLKS      8
 108 #define D_FREEFILE      9
 109 #define D_DIRADD        10
 110 #define D_MKDIR         11
 111 #define D_DIRREM        12
 112 #define D_LAST          D_DIRREM
 113
 114 /*
 115  * translate from workitem type to memory type
 116  * MUST match the defines above, such that memtype[D_XXX] == M_XXX
 117  */
 118 static struct malloc_type *memtype[] = {
 119         M_PAGEDEP,
 120         M_INODEDEP,
 121         M_NEWBLK,
 122         M_BMSAFEMAP,
 123         M_ALLOCDIRECT,
 124         M_INDIRDEP,
 125         M_ALLOCINDIR,
 126         M_FREEFRAG,
 127         M_FREEBLKS,
 128         M_FREEFILE,
 129         M_DIRADD,
 130         M_MKDIR,
 131         M_DIRREM
 132 };
 133
 134 #define DtoM(type) (memtype[type])
 135
 136 /*
 137  * Names of malloc types.
 138  */
 139 #define TYPENAME(type)  \
 140         ((unsigned)(type) < D_LAST ? memtype[type]->ks_shortdesc : "???")
 141 /*
 142  * End system adaptaion definitions.
 143  */
 144
 145 /*
 146  * Internal function prototypes.
 147  */
 148 static  void softdep_error(char *, int);
 149 static  void drain_output(struct vnode *, int);
 150 static  int getdirtybuf(struct buf **, int);
 151 static  void clear_remove(struct thread *);
 152 static  void clear_inodedeps(struct thread *);
 153 static  int flush_pagedep_deps(struct vnode *, struct mount *,
 154             struct diraddhd *);
 155 static  int flush_inodedep_deps(struct fs *, ino_t);
 156 static  int handle_written_filepage(struct pagedep *, struct buf *);
 157 static  void diradd_inode_written(struct diradd *, struct inodedep *);
 158 static  int handle_written_inodeblock(struct inodedep *, struct buf *);
 159 static  void handle_allocdirect_partdone(struct allocdirect *);
 160 static  void handle_allocindir_partdone(struct allocindir *);
 161 static  void initiate_write_filepage(struct pagedep *, struct buf *);
 162 static  void handle_written_mkdir(struct mkdir *, int);
 163 static  void initiate_write_inodeblock(struct inodedep *, struct buf *);
 164 static  void handle_workitem_freefile(struct freefile *);
 165 static  void handle_workitem_remove(struct dirrem *);
 166 static  struct dirrem *newdirrem(struct buf *, struct inode *,
 167             struct inode *, int, struct dirrem **);
 168 static  void free_diradd(struct diradd *);
 169 static  void free_allocindir(struct allocindir *, struct inodedep *);
 170 static  int indir_trunc (struct inode *, off_t, int, ufs_lbn_t, long *);
 171 static  void deallocate_dependencies(struct buf *, struct inodedep *);
 172 static  void free_allocdirect(struct allocdirectlst *,
 173             struct allocdirect *, int);
 174 static  int check_inode_unwritten(struct inodedep *);
 175 static  int free_inodedep(struct inodedep *);
 176 static  void handle_workitem_freeblocks(struct freeblks *);
 177 static  void merge_inode_lists(struct inodedep *);
 178 static  void setup_allocindir_phase2(struct buf *, struct inode *,
 179             struct allocindir *);
 180 static  struct allocindir *newallocindir(struct inode *, int, ufs_daddr_t,
 181             ufs_daddr_t);
 182 static  void handle_workitem_freefrag(struct freefrag *);
 183 static  struct freefrag *newfreefrag(struct inode *, ufs_daddr_t, long);
 184 static  void allocdirect_merge(struct allocdirectlst *,
 185             struct allocdirect *, struct allocdirect *);
 186 static  struct bmsafemap *bmsafemap_lookup(struct buf *);
 187 static  int newblk_lookup(struct fs *, ufs_daddr_t, int,
 188             struct newblk **);
 189 static  int inodedep_lookup(struct fs *, ino_t, int, struct inodedep **);
 190 static  int pagedep_lookup(struct inode *, ufs_lbn_t, int,
 191             struct pagedep **);
 192 static  void pause_timer(void *);
 193 static  int request_cleanup(int, int);
 194 static  int process_worklist_item(struct mount *, int);
 195 static  void add_to_worklist(struct worklist *);
 196
 197 /*
 198  * Exported softdep operations.
 199  */
 200 static  void softdep_disk_io_initiation(struct buf *);
 201 static  void softdep_disk_write_complete(struct buf *);
 202 static  void softdep_deallocate_dependencies(struct buf *);
 203 static  int softdep_fsync(struct vnode *);
 204 static  int softdep_process_worklist(struct mount *);
 205 static  void softdep_move_dependencies(struct buf *, struct buf *);
 206 static  int softdep_count_dependencies(struct buf *bp, int);
 207
 208 static struct bio_ops softdep_bioops = {
 209         softdep_disk_io_initiation,             /* io_start */
 210         softdep_disk_write_complete,            /* io_complete */
 211         softdep_deallocate_dependencies,        /* io_deallocate */
 212         softdep_fsync,                          /* io_fsync */
 213         softdep_process_worklist,               /* io_sync */
 214         softdep_move_dependencies,              /* io_movedeps */
 215         softdep_count_dependencies,             /* io_countdeps */
 216 };
 217
 218 /*
 219  * Locking primitives.
 220  *
 221  * For a uniprocessor, all we need to do is protect against disk
 222  * interrupts. For a multiprocessor, this lock would have to be
 223  * a mutex. A single mutex is used throughout this file, though
 224  * finer grain locking could be used if contention warranted it.
 225  *
 226  * For a multiprocessor, the sleep call would accept a lock and
 227  * release it after the sleep processing was complete. In a uniprocessor
 228  * implementation there is no such interlock, so we simple mark
 229  * the places where it needs to be done with the `interlocked' form
 230  * of the lock calls. Since the uniprocessor sleep already interlocks
 231  * the spl, there is nothing that really needs to be done.
 232  */
 233 #ifndef /* NOT */ DEBUG
 234 static struct lockit {
 235 } lk = { 0 };
 236 #define ACQUIRE_LOCK(lk)                crit_enter_id("softupdates");
 237 #define FREE_LOCK(lk)                   crit_exit_id("softupdates");
 238
 239 #else /* DEBUG */
 240 #define NOHOLDER        ((struct thread *)-1)
 241 #define SPECIAL_FLAG    ((struct thread *)-2)
 242 static struct lockit {
 243         int     lkt_spl;
 244         struct thread *lkt_held;
 245 } lk = { 0, NOHOLDER };
 246 static int lockcnt;
 247
 248 static  void acquire_lock(struct lockit *);
 249 static  void free_lock(struct lockit *);
 250 void    softdep_panic(char *);
 251
 252 #define ACQUIRE_LOCK(lk)                acquire_lock(lk)
 253 #define FREE_LOCK(lk)                   free_lock(lk)
 254
 255 static void
 256 acquire_lock(struct lockit *lk)
 257 {
 258         thread_t holder;
 259
 260         if (lk->lkt_held != NOHOLDER) {
 261                 holder = lk->lkt_held;
 262                 FREE_LOCK(lk);
 263                 if (holder == curthread)
 264                         panic("softdep_lock: locking against myself");
 265                 else
 266                         panic("softdep_lock: lock held by %p", holder);
 267         }
 268         crit_enter_id("softupdates");
 269         lk->lkt_held = curthread;
 270         lockcnt++;
 271 }
 272
 273 static void
 274 free_lock(struct lockit *lk)
 275 {
 276
 277         if (lk->lkt_held == NOHOLDER)
 278                 panic("softdep_unlock: lock not held");
 279         lk->lkt_held = NOHOLDER;
 280         crit_exit_id("softupdates");
 281 }
 282
 283 /*
 284  * Function to release soft updates lock and panic.
 285  */
 286 void
 287 softdep_panic(char *msg)
 288 {
 289
 290         if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
 291                 FREE_LOCK(&lk);
 292         panic(msg);
 293 }
 294 #endif /* DEBUG */
 295
 296 static  int interlocked_sleep(struct lockit *, int, void *, int,
 297             const char *, int);
 298
 299 /*
 300  * When going to sleep, we must save our SPL so that it does
 301  * not get lost if some other process uses the lock while we
 302  * are sleeping. We restore it after we have slept. This routine
 303  * wraps the interlocking with functions that sleep. The list
 304  * below enumerates the available set of operations.
 305  */
 306 #define UNKNOWN         0
 307 #define SLEEP           1
 308 #define LOCKBUF         2
 309
 310 static int
 311 interlocked_sleep(struct lockit *lk, int op, void *ident, int flags,
 312                   const char *wmesg, int timo)
 313 {
 314         thread_t holder;
 315         int s, retval;
 316
 317         s = lk->lkt_spl;
 318 #       ifdef DEBUG
 319         if (lk->lkt_held == NOHOLDER)
 320                 panic("interlocked_sleep: lock not held");
 321         lk->lkt_held = NOHOLDER;
 322 #       endif /* DEBUG */
 323         switch (op) {
 324         case SLEEP:
 325                 retval = tsleep(ident, flags, wmesg, timo);
 326                 break;
 327         case LOCKBUF:
 328                 retval = BUF_LOCK((struct buf *)ident, flags);
 329                 break;
 330         default:
 331                 panic("interlocked_sleep: unknown operation");
 332         }
 333 #       ifdef DEBUG
 334         if (lk->lkt_held != NOHOLDER) {
 335                 holder = lk->lkt_held;
 336                 FREE_LOCK(lk);
 337                 if (holder == curthread)
 338                         panic("interlocked_sleep: locking against self");
 339                 else
 340                         panic("interlocked_sleep: lock held by %p", holder);
 341         }
 342         lk->lkt_held = curthread;
 343         lockcnt++;
 344 #       endif /* DEBUG */
 345         lk->lkt_spl = s;
 346         return (retval);
 347 }
 348
 349 /*
 350  * Place holder for real semaphores.
 351  */
 352 struct sema {
 353         int     value;
 354         thread_t holder;
 355         char    *name;
 356         int     prio;
 357         int     timo;
 358 };
 359 static  void sema_init(struct sema *, char *, int, int);
 360 static  int sema_get(struct sema *, struct lockit *);
 361 static  void sema_release(struct sema *);
 362
 363 static void
 364 sema_init(struct sema *semap, char *name, int prio, int timo)
 365 {
 366
 367         semap->holder = NOHOLDER;
 368         semap->value = 0;
 369         semap->name = name;
 370         semap->prio = prio;
 371         semap->timo = timo;
 372 }
 373
 374 static int
 375 sema_get(struct sema *semap, struct lockit *interlock)
 376 {
 377
 378         if (semap->value++ > 0) {
 379                 if (interlock != NULL) {
 380                         interlocked_sleep(interlock, SLEEP, (caddr_t)semap,
 381                             semap->prio, semap->name, semap->timo);
 382                         FREE_LOCK(interlock);
 383                 } else {
 384                         tsleep((caddr_t)semap, semap->prio, semap->name,
 385                             semap->timo);
 386                 }
 387                 return (0);
 388         }
 389         semap->holder = curthread;
 390         if (interlock != NULL)
 391                 FREE_LOCK(interlock);
 392         return (1);
 393 }
 394
 395 static void
 396 sema_release(struct sema *semap)
 397 {
 398
 399         if (semap->value <= 0 || semap->holder != curthread) {
 400                 if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
 401                         FREE_LOCK(&lk);
 402                 panic("sema_release: not held");
 403         }
 404         if (--semap->value > 0) {
 405                 semap->value = 0;
 406                 wakeup(semap);
 407         }
 408         semap->holder = NOHOLDER;
 409 }
 410
 411 /*
 412  * Worklist queue management.
 413  * These routines require that the lock be held.
 414  */
 415 #ifndef /* NOT */ DEBUG
 416 #define WORKLIST_INSERT(head, item) do {        \
 417         (item)->wk_state |= ONWORKLIST;         \
 418         LIST_INSERT_HEAD(head, item, wk_list);  \
 419 } while (0)
 420 #define WORKLIST_REMOVE(item) do {              \
 421         (item)->wk_state &= ~ONWORKLIST;        \
 422         LIST_REMOVE(item, wk_list);             \
 423 } while (0)
 424 #define WORKITEM_FREE(item, type) FREE(item, DtoM(type))
 425
 426 #else /* DEBUG */
 427 static  void worklist_insert(struct workhead *, struct worklist *);
 428 static  void worklist_remove(struct worklist *);
 429 static  void workitem_free(struct worklist *, int);
 430
 431 #define WORKLIST_INSERT(head, item) worklist_insert(head, item)
 432 #define WORKLIST_REMOVE(item) worklist_remove(item)
 433 #define WORKITEM_FREE(item, type) workitem_free((struct worklist *)item, type)
 434
 435 static void
 436 worklist_insert(struct workhead *head, struct worklist *item)
 437 {
 438
 439         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
 440                 panic("worklist_insert: lock not held");
 441         if (item->wk_state & ONWORKLIST) {
 442                 FREE_LOCK(&lk);
 443                 panic("worklist_insert: already on list");
 444         }
 445         item->wk_state |= ONWORKLIST;
 446         LIST_INSERT_HEAD(head, item, wk_list);
 447 }
 448
 449 static void
 450 worklist_remove(struct worklist *item)
 451 {
 452
 453         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
 454                 panic("worklist_remove: lock not held");
 455         if ((item->wk_state & ONWORKLIST) == 0) {
 456                 FREE_LOCK(&lk);
 457                 panic("worklist_remove: not on list");
 458         }
 459         item->wk_state &= ~ONWORKLIST;
 460         LIST_REMOVE(item, wk_list);
 461 }
 462
 463 static void
 464 workitem_free(struct worklist *item, int type)
 465 {
 466
 467         if (item->wk_state & ONWORKLIST) {
 468                 if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
 469                         FREE_LOCK(&lk);
 470                 panic("workitem_free: still on list");
 471         }
 472         if (item->wk_type != type) {
 473                 if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
 474                         FREE_LOCK(&lk);
 475                 panic("workitem_free: type mismatch");
 476         }
 477         FREE(item, DtoM(type));
 478 }
 479 #endif /* DEBUG */
 480
 481 /*
 482  * Workitem queue management
 483  */
 484 static struct workhead softdep_workitem_pending;
 485 static int num_on_worklist;     /* number of worklist items to be processed */
 486 static int softdep_worklist_busy; /* 1 => trying to do unmount */
 487 static int softdep_worklist_req; /* serialized waiters */
 488 static int max_softdeps;        /* maximum number of structs before slowdown */
 489 static int tickdelay = 2;       /* number of ticks to pause during slowdown */
 490 static int *stat_countp;        /* statistic to count in proc_waiting timeout */
 491 static int proc_waiting;        /* tracks whether we have a timeout posted */
 492 static struct callout handle; /* handle on posted proc_waiting timeout */
 493 static struct thread *filesys_syncer; /* proc of filesystem syncer process */
 494 static int req_clear_inodedeps; /* syncer process flush some inodedeps */
 495 #define FLUSH_INODES    1
 496 static int req_clear_remove;    /* syncer process flush some freeblks */
 497 #define FLUSH_REMOVE    2
 498 /*
 499  * runtime statistics
 500  */
 501 static int stat_worklist_push;  /* number of worklist cleanups */
 502 static int stat_blk_limit_push; /* number of times block limit neared */
 503 static int stat_ino_limit_push; /* number of times inode limit neared */
 504 static int stat_blk_limit_hit;  /* number of times block slowdown imposed */
 505 static int stat_ino_limit_hit;  /* number of times inode slowdown imposed */
 506 static int stat_sync_limit_hit; /* number of synchronous slowdowns imposed */
 507 static int stat_indir_blk_ptrs; /* bufs redirtied as indir ptrs not written */
 508 static int stat_inode_bitmap;   /* bufs redirtied as inode bitmap not written */
 509 static int stat_direct_blk_ptrs;/* bufs redirtied as direct ptrs not written */
 510 static int stat_dir_entry;      /* bufs redirtied as dir entry cannot write */
 511 #ifdef DEBUG
 512 #include <vm/vm.h>
 513 #include <sys/sysctl.h>
 514 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, max_softdeps, CTLFLAG_RW, &max_softdeps, 0, "");
 515 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tickdelay, CTLFLAG_RW, &tickdelay, 0, "");
 516 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, worklist_push, CTLFLAG_RW, &stat_worklist_push, 0,"");
 517 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, blk_limit_push, CTLFLAG_RW, &stat_blk_limit_push, 0,"");
 518 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ino_limit_push, CTLFLAG_RW, &stat_ino_limit_push, 0,"");
 519 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, blk_limit_hit, CTLFLAG_RW, &stat_blk_limit_hit, 0, "");
 520 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ino_limit_hit, CTLFLAG_RW, &stat_ino_limit_hit, 0, "");
 521 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, sync_limit_hit, CTLFLAG_RW, &stat_sync_limit_hit, 0, "");
 522 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, indir_blk_ptrs, CTLFLAG_RW, &stat_indir_blk_ptrs, 0, "");
 523 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, inode_bitmap, CTLFLAG_RW, &stat_inode_bitmap, 0, "");
 524 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, direct_blk_ptrs, CTLFLAG_RW, &stat_direct_blk_ptrs, 0, "");
 525 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, dir_entry, CTLFLAG_RW, &stat_dir_entry, 0, "");
 526 #endif /* DEBUG */
 527
 528 /*
 529  * Add an item to the end of the work queue.
 530  * This routine requires that the lock be held.
 531  * This is the only routine that adds items to the list.
 532  * The following routine is the only one that removes items
 533  * and does so in order from first to last.
 534  */
 535 static void
 536 add_to_worklist(struct worklist *wk)
 537 {
 538         static struct worklist *worklist_tail;
 539
 540         if (wk->wk_state & ONWORKLIST) {
 541                 if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
 542                         FREE_LOCK(&lk);
 543                 panic("add_to_worklist: already on list");
 544         }
 545         wk->wk_state |= ONWORKLIST;
 546         if (LIST_FIRST(&softdep_workitem_pending) == NULL)
 547                 LIST_INSERT_HEAD(&softdep_workitem_pending, wk, wk_list);
 548         else
 549                 LIST_INSERT_AFTER(worklist_tail, wk, wk_list);
 550         worklist_tail = wk;
 551         num_on_worklist += 1;
 552 }
 553
 554 /*
 555  * Process that runs once per second to handle items in the background queue.
 556  *
 557  * Note that we ensure that everything is done in the order in which they
 558  * appear in the queue. The code below depends on this property to ensure
 559  * that blocks of a file are freed before the inode itself is freed. This
 560  * ordering ensures that no new <vfsid, inum, lbn> triples will be generated
 561  * until all the old ones have been purged from the dependency lists.
 562  */
 563 static int
 564 softdep_process_worklist(struct mount *matchmnt)
 565 {
 566         thread_t td = curthread;
 567         int matchcnt, loopcount;
 568         long starttime;
 569
 570         /*
 571          * Record the process identifier of our caller so that we can give
 572          * this process preferential treatment in request_cleanup below.
 573          */
 574         filesys_syncer = td;
 575         matchcnt = 0;
 576
 577         /*
 578          * There is no danger of having multiple processes run this
 579          * code, but we have to single-thread it when softdep_flushfiles()
 580          * is in operation to get an accurate count of the number of items
 581          * related to its mount point that are in the list.
 582          */
 583         if (matchmnt == NULL) {
 584                 if (softdep_worklist_busy < 0)
 585                         return(-1);
 586                 softdep_worklist_busy += 1;
 587         }
 588
 589         /*
 590          * If requested, try removing inode or removal dependencies.
 591          */
 592         if (req_clear_inodedeps) {
 593                 clear_inodedeps(td);
 594                 req_clear_inodedeps -= 1;
 595                 wakeup_one(&proc_waiting);
 596         }
 597         if (req_clear_remove) {
 598                 clear_remove(td);
 599                 req_clear_remove -= 1;
 600                 wakeup_one(&proc_waiting);
 601         }
 602         loopcount = 1;
 603         starttime = time_second;
 604         while (num_on_worklist > 0) {
 605                 matchcnt += process_worklist_item(matchmnt, 0);
 606
 607                 /*
 608                  * If a umount operation wants to run the worklist
 609                  * accurately, abort.
 610                  */
 611                 if (softdep_worklist_req && matchmnt == NULL) {
 612                         matchcnt = -1;
 613                         break;
 614                 }
 615
 616                 /*
 617                  * If requested, try removing inode or removal dependencies.
 618                  */
 619                 if (req_clear_inodedeps) {
 620                         clear_inodedeps(td);
 621                         req_clear_inodedeps -= 1;
 622                         wakeup_one(&proc_waiting);
 623                 }
 624                 if (req_clear_remove) {
 625                         clear_remove(td);
 626                         req_clear_remove -= 1;
 627                         wakeup_one(&proc_waiting);
 628                 }
 629                 /*
 630                  * We do not generally want to stop for buffer space, but if
 631                  * we are really being a buffer hog, we will stop and wait.
 632                  */
 633                 if (loopcount++ % 128 == 0)
 634                         bwillwrite();
 635                 /*
 636                  * Never allow processing to run for more than one
 637                  * second. Otherwise the other syncer tasks may get
 638                  * excessively backlogged.
 639                  */
 640                 if (starttime != time_second && matchmnt == NULL) {
 641                         matchcnt = -1;
 642                         break;
 643                 }
 644         }
 645         if (matchmnt == NULL) {
 646                 --softdep_worklist_busy;
 647                 if (softdep_worklist_req && softdep_worklist_busy == 0)
 648                         wakeup(&softdep_worklist_req);
 649         }
 650         return (matchcnt);
 651 }
 652
 653 /*
 654  * Process one item on the worklist.
 655  */
 656 static int
 657 process_worklist_item(struct mount *matchmnt, int flags)
 658 {
 659         struct worklist *wk;
 660         struct dirrem *dirrem;
 661         struct fs *matchfs;
 662         struct vnode *vp;
 663         int matchcnt = 0;
 664
 665         matchfs = NULL;
 666         if (matchmnt != NULL)
 667                 matchfs = VFSTOUFS(matchmnt)->um_fs;
 668         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 669         /*
 670          * Normally we just process each item on the worklist in order.
 671          * However, if we are in a situation where we cannot lock any
 672          * inodes, we have to skip over any dirrem requests whose
 673          * vnodes are resident and locked.
 674          */
 675         LIST_FOREACH(wk, &softdep_workitem_pending, wk_list) {
 676                 if ((flags & LK_NOWAIT) == 0 || wk->wk_type != D_DIRREM)
 677                         break;
 678                 dirrem = WK_DIRREM(wk);
 679                 vp = ufs_ihashlookup(VFSTOUFS(dirrem->dm_mnt)->um_dev,
 680                     dirrem->dm_oldinum);
 681                 if (vp == NULL || !vn_islocked(vp))
 682                         break;
 683         }
 684         if (wk == 0) {
 685                 FREE_LOCK(&lk);
 686                 return (0);
 687         }
 688         WORKLIST_REMOVE(wk);
 689         num_on_worklist -= 1;
 690         FREE_LOCK(&lk);
 691         switch (wk->wk_type) {
 692
 693         case D_DIRREM:
 694                 /* removal of a directory entry */
 695                 if (WK_DIRREM(wk)->dm_mnt == matchmnt)
 696                         matchcnt += 1;
 697                 handle_workitem_remove(WK_DIRREM(wk));
 698                 break;
 699
 700         case D_FREEBLKS:
 701                 /* releasing blocks and/or fragments from a file */
 702                 if (WK_FREEBLKS(wk)->fb_fs == matchfs)
 703                         matchcnt += 1;
 704                 handle_workitem_freeblocks(WK_FREEBLKS(wk));
 705                 break;
 706
 707         case D_FREEFRAG:
 708                 /* releasing a fragment when replaced as a file grows */
 709                 if (WK_FREEFRAG(wk)->ff_fs == matchfs)
 710                         matchcnt += 1;
 711                 handle_workitem_freefrag(WK_FREEFRAG(wk));
 712                 break;
 713
 714         case D_FREEFILE:
 715                 /* releasing an inode when its link count drops to 0 */
 716                 if (WK_FREEFILE(wk)->fx_fs == matchfs)
 717                         matchcnt += 1;
 718                 handle_workitem_freefile(WK_FREEFILE(wk));
 719                 break;
 720
 721         default:
 722                 panic("%s_process_worklist: Unknown type %s",
 723                     "softdep", TYPENAME(wk->wk_type));
 724                 /* NOTREACHED */
 725         }
 726         return (matchcnt);
 727 }
 728
 729 /*
 730  * Move dependencies from one buffer to another.
 731  */
 732 static void
 733 softdep_move_dependencies(struct buf *oldbp, struct buf *newbp)
 734 {
 735         struct worklist *wk, *wktail;
 736
 737         if (LIST_FIRST(&newbp->b_dep) != NULL)
 738                 panic("softdep_move_dependencies: need merge code");
 739         wktail = 0;
 740         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 741         while ((wk = LIST_FIRST(&oldbp->b_dep)) != NULL) {
 742                 LIST_REMOVE(wk, wk_list);
 743                 if (wktail == 0)
 744                         LIST_INSERT_HEAD(&newbp->b_dep, wk, wk_list);
 745                 else
 746                         LIST_INSERT_AFTER(wktail, wk, wk_list);
 747                 wktail = wk;
 748         }
 749         FREE_LOCK(&lk);
 750 }
 751
 752 /*
 753  * Purge the work list of all items associated with a particular mount point.
 754  */
 755 int
 756 softdep_flushfiles(struct mount *oldmnt, int flags)
 757 {
 758         struct vnode *devvp;
 759         int error, loopcnt;
 760
 761         /*
 762          * Await our turn to clear out the queue, then serialize access.
 763          */
 764         while (softdep_worklist_busy != 0) {
 765                 softdep_worklist_req += 1;
 766                 tsleep(&softdep_worklist_req, 0, "softflush", 0);
 767                 softdep_worklist_req -= 1;
 768         }
 769         softdep_worklist_busy = -1;
 770
 771         if ((error = ffs_flushfiles(oldmnt, flags)) != 0) {
 772                 softdep_worklist_busy = 0;
 773                 if (softdep_worklist_req)
 774                         wakeup(&softdep_worklist_req);
 775                 return (error);
 776         }
 777         /*
 778          * Alternately flush the block device associated with the mount
 779          * point and process any dependencies that the flushing
 780          * creates. In theory, this loop can happen at most twice,
 781          * but we give it a few extra just to be sure.
 782          */
 783         devvp = VFSTOUFS(oldmnt)->um_devvp;
 784         for (loopcnt = 10; loopcnt > 0; ) {
 785                 if (softdep_process_worklist(oldmnt) == 0) {
 786                         loopcnt--;
 787                         /*
 788                          * Do another flush in case any vnodes were brought in
 789                          * as part of the cleanup operations.
 790                          */
 791                         if ((error = ffs_flushfiles(oldmnt, flags)) != 0)
 792                                 break;
 793                         /*
 794                          * If we still found nothing to do, we are really done.
 795                          */
 796                         if (softdep_process_worklist(oldmnt) == 0)
 797                                 break;
 798                 }
 799                 vn_lock(devvp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 800                 error = VOP_FSYNC(devvp, MNT_WAIT);
 801                 vn_unlock(devvp);
 802                 if (error)
 803                         break;
 804         }
 805         softdep_worklist_busy = 0;
 806         if (softdep_worklist_req)
 807                 wakeup(&softdep_worklist_req);
 808
 809         /*
 810          * If we are unmounting then it is an error to fail. If we
 811          * are simply trying to downgrade to read-only, then filesystem
 812          * activity can keep us busy forever, so we just fail with EBUSY.
 813          */
 814         if (loopcnt == 0) {
 815                 if (oldmnt->mnt_kern_flag & MNTK_UNMOUNT)
 816                         panic("softdep_flushfiles: looping");
 817                 error = EBUSY;
 818         }
 819         return (error);
 820 }
 821
 822 /*
 823  * Structure hashing.
 824  *
 825  * There are three types of structures that can be looked up:
 826  *      1) pagedep structures identified by mount point, inode number,
 827  *         and logical block.
 828  *      2) inodedep structures identified by mount point and inode number.
 829  *      3) newblk structures identified by mount point and
 830  *         physical block number.
 831  *
 832  * The "pagedep" and "inodedep" dependency structures are hashed
 833  * separately from the file blocks and inodes to which they correspond.
 834  * This separation helps when the in-memory copy of an inode or
 835  * file block must be replaced. It also obviates the need to access
 836  * an inode or file page when simply updating (or de-allocating)
 837  * dependency structures. Lookup of newblk structures is needed to
 838  * find newly allocated blocks when trying to associate them with
 839  * their allocdirect or allocindir structure.
 840  *
 841  * The lookup routines optionally create and hash a new instance when
 842  * an existing entry is not found.
 843  */
 844 #define DEPALLOC        0x0001  /* allocate structure if lookup fails */
 845 #define NODELAY         0x0002  /* cannot do background work */
 846
 847 /*
 848  * Structures and routines associated with pagedep caching.
 849  */
 850 LIST_HEAD(pagedep_hashhead, pagedep) *pagedep_hashtbl;
 851 u_long  pagedep_hash;           /* size of hash table - 1 */
 852 #define PAGEDEP_HASH(mp, inum, lbn) \
 853         (&pagedep_hashtbl[((((register_t)(mp)) >> 13) + (inum) + (lbn)) & \
 854             pagedep_hash])
 855 static struct sema pagedep_in_progress;
 856
 857 /*
 858  * Helper routine for pagedep_lookup()
 859  */
 860 static __inline
 861 struct pagedep *
 862 pagedep_find(struct pagedep_hashhead *pagedephd, ino_t ino, ufs_lbn_t lbn,
 863              struct mount *mp)
 864 {
 865         struct pagedep *pagedep;
 866
 867         LIST_FOREACH(pagedep, pagedephd, pd_hash) {
 868                 if (ino == pagedep->pd_ino &&
 869                     lbn == pagedep->pd_lbn &&
 870                     mp == pagedep->pd_mnt) {
 871                         return (pagedep);
 872                 }
 873         }
 874         return(NULL);
 875 }
 876
 877 /*
 878  * Look up a pagedep. Return 1 if found, 0 if not found.
 879  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
 880  * Found or allocated entry is returned in pagedeppp.
 881  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
 882  */
 883 static int
 884 pagedep_lookup(struct inode *ip, ufs_lbn_t lbn, int flags,
 885                struct pagedep **pagedeppp)
 886 {
 887         struct pagedep *pagedep;
 888         struct pagedep_hashhead *pagedephd;
 889         struct mount *mp;
 890         int i;
 891
 892 #ifdef DEBUG
 893         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
 894                 panic("pagedep_lookup: lock not held");
 895 #endif
 896         mp = ITOV(ip)->v_mount;
 897         pagedephd = PAGEDEP_HASH(mp, ip->i_number, lbn);
 898 top:
 899         *pagedeppp = pagedep_find(pagedephd, ip->i_number, lbn, mp);
 900         if (*pagedeppp)
 901                 return(1);
 902         if ((flags & DEPALLOC) == 0)
 903                 return (0);
 904         if (sema_get(&pagedep_in_progress, &lk) == 0) {
 905                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
 906                 goto top;
 907         }
 908         MALLOC(pagedep, struct pagedep *, sizeof(struct pagedep), M_PAGEDEP,
 909                 M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
 910
 911         if (pagedep_find(pagedephd, ip->i_number, lbn, mp)) {
 912                 kprintf("pagedep_lookup: blocking race avoided\n");
 913                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
 914                 sema_release(&pagedep_in_progress);
 915                 kfree(pagedep, M_PAGEDEP);
 916                 goto top;
 917         }
 918
 919         pagedep->pd_list.wk_type = D_PAGEDEP;
 920         pagedep->pd_mnt = mp;
 921         pagedep->pd_ino = ip->i_number;
 922         pagedep->pd_lbn = lbn;
 923         LIST_INIT(&pagedep->pd_dirremhd);
 924         LIST_INIT(&pagedep->pd_pendinghd);
 925         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
 926                 LIST_INIT(&pagedep->pd_diraddhd[i]);
 927         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 928         LIST_INSERT_HEAD(pagedephd, pagedep, pd_hash);
 929         sema_release(&pagedep_in_progress);
 930         *pagedeppp = pagedep;
 931         return (0);
 932 }
 933
 934 /*
 935  * Structures and routines associated with inodedep caching.
 936  */
 937 LIST_HEAD(inodedep_hashhead, inodedep) *inodedep_hashtbl;
 938 static u_long   inodedep_hash;  /* size of hash table - 1 */
 939 static long     num_inodedep;   /* number of inodedep allocated */
 940 #define INODEDEP_HASH(fs, inum) \
 941       (&inodedep_hashtbl[((((register_t)(fs)) >> 13) + (inum)) & inodedep_hash])
 942 static struct sema inodedep_in_progress;
 943
 944 /*
 945  * Helper routine for inodedep_lookup()
 946  */
 947 static __inline
 948 struct inodedep *
 949 inodedep_find(struct inodedep_hashhead *inodedephd, struct fs *fs, ino_t inum)
 950 {
 951         struct inodedep *inodedep;
 952
 953         LIST_FOREACH(inodedep, inodedephd, id_hash) {
 954                 if (inum == inodedep->id_ino && fs == inodedep->id_fs)
 955                         return(inodedep);
 956         }
 957         return (NULL);
 958 }
 959
 960 /*
 961  * Look up a inodedep. Return 1 if found, 0 if not found.
 962  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
 963  * Found or allocated entry is returned in inodedeppp.
 964  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
 965  */
 966 static int
 967 inodedep_lookup(struct fs *fs, ino_t inum, int flags,
 968                 struct inodedep **inodedeppp)
 969 {
 970         struct inodedep *inodedep;
 971         struct inodedep_hashhead *inodedephd;
 972         int firsttry;
 973
 974 #ifdef DEBUG
 975         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
 976                 panic("inodedep_lookup: lock not held");
 977 #endif
 978         firsttry = 1;
 979         inodedephd = INODEDEP_HASH(fs, inum);
 980 top:
 981         *inodedeppp = inodedep_find(inodedephd, fs, inum);
 982         if (*inodedeppp)
 983                 return (1);
 984         if ((flags & DEPALLOC) == 0)
 985                 return (0);
 986         /*
 987          * If we are over our limit, try to improve the situation.
 988          */
 989         if (num_inodedep > max_softdeps && firsttry &&
 990             speedup_syncer() == 0 && (flags & NODELAY) == 0 &&
 991             request_cleanup(FLUSH_INODES, 1)) {
 992                 firsttry = 0;
 993                 goto top;
 994         }
 995         if (sema_get(&inodedep_in_progress, &lk) == 0) {
 996                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
 997                 goto top;
 998         }
 999         MALLOC(inodedep, struct inodedep *, sizeof(struct inodedep),
1000                 M_INODEDEP, M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1001         if (inodedep_find(inodedephd, fs, inum)) {
1002                 kprintf("inodedep_lookup: blocking race avoided\n");
1003                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
1004                 sema_release(&inodedep_in_progress);
1005                 kfree(inodedep, M_INODEDEP);
1006                 goto top;
1007         }
1008         inodedep->id_list.wk_type = D_INODEDEP;
1009         inodedep->id_fs = fs;
1010         inodedep->id_ino = inum;
1011         inodedep->id_state = ALLCOMPLETE;
1012         inodedep->id_nlinkdelta = 0;
1013         inodedep->id_savedino = NULL;
1014         inodedep->id_savedsize = -1;
1015         inodedep->id_buf = NULL;
1016         LIST_INIT(&inodedep->id_pendinghd);
1017         LIST_INIT(&inodedep->id_inowait);
1018         LIST_INIT(&inodedep->id_bufwait);
1019         TAILQ_INIT(&inodedep->id_inoupdt);
1020         TAILQ_INIT(&inodedep->id_newinoupdt);
1021         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1022         num_inodedep += 1;
1023         LIST_INSERT_HEAD(inodedephd, inodedep, id_hash);
1024         sema_release(&inodedep_in_progress);
1025         *inodedeppp = inodedep;
1026         return (0);
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Structures and routines associated with newblk caching.
1031  */
1032 LIST_HEAD(newblk_hashhead, newblk) *newblk_hashtbl;
1033 u_long  newblk_hash;            /* size of hash table - 1 */
1034 #define NEWBLK_HASH(fs, inum) \
1035         (&newblk_hashtbl[((((register_t)(fs)) >> 13) + (inum)) & newblk_hash])
1036 static struct sema newblk_in_progress;
1037
1038 /*
1039  * Helper routine for newblk_lookup()
1040  */
1041 static __inline
1042 struct newblk *
1043 newblk_find(struct newblk_hashhead *newblkhd, struct fs *fs,
1044             ufs_daddr_t newblkno)
1045 {
1046         struct newblk *newblk;
1047
1048         LIST_FOREACH(newblk, newblkhd, nb_hash) {
1049                 if (newblkno == newblk->nb_newblkno && fs == newblk->nb_fs)
1050                         return (newblk);
1051         }
1052         return(NULL);
1053 }
1054
1055 /*
1056  * Look up a newblk. Return 1 if found, 0 if not found.
1057  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
1058  * Found or allocated entry is returned in newblkpp.
1059  */
1060 static int
1061 newblk_lookup(struct fs *fs, ufs_daddr_t newblkno, int flags,
1062               struct newblk **newblkpp)
1063 {
1064         struct newblk *newblk;
1065         struct newblk_hashhead *newblkhd;
1066
1067         newblkhd = NEWBLK_HASH(fs, newblkno);
1068 top:
1069         *newblkpp = newblk_find(newblkhd, fs, newblkno);
1070         if (*newblkpp)
1071                 return(1);
1072         if ((flags & DEPALLOC) == 0)
1073                 return (0);
1074         if (sema_get(&newblk_in_progress, 0) == 0)
1075                 goto top;
1076         MALLOC(newblk, struct newblk *, sizeof(struct newblk),
1077                 M_NEWBLK, M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1078
1079         if (newblk_find(newblkhd, fs, newblkno)) {
1080                 kprintf("newblk_lookup: blocking race avoided\n");
1081                 sema_release(&pagedep_in_progress);
1082                 kfree(newblk, M_NEWBLK);
1083                 goto top;
1084         }
1085         newblk->nb_state = 0;
1086         newblk->nb_fs = fs;
1087         newblk->nb_newblkno = newblkno;
1088         LIST_INSERT_HEAD(newblkhd, newblk, nb_hash);
1089         sema_release(&newblk_in_progress);
1090         *newblkpp = newblk;
1091         return (0);
1092 }
1093
1094 /*
1095  * Executed during filesystem system initialization before
1096  * mounting any filesystems.
1097  */
1098 void
1099 softdep_initialize(void)
1100 {
1101         callout_init(&handle);
1102         bioops = softdep_bioops;        /* XXX hack */
1103
1104         LIST_INIT(&mkdirlisthd);
1105         LIST_INIT(&softdep_workitem_pending);
1106         max_softdeps = min(desiredvnodes * 8,
1107                 M_INODEDEP->ks_limit / (2 * sizeof(struct inodedep)));
1108         pagedep_hashtbl = hashinit(desiredvnodes / 5, M_PAGEDEP,
1109             &pagedep_hash);
1110         sema_init(&pagedep_in_progress, "pagedep", 0, 0);
1111         inodedep_hashtbl = hashinit(desiredvnodes, M_INODEDEP, &inodedep_hash);
1112         sema_init(&inodedep_in_progress, "inodedep", 0, 0);
1113         newblk_hashtbl = hashinit(64, M_NEWBLK, &newblk_hash);
1114         sema_init(&newblk_in_progress, "newblk", 0, 0);
1115 }
1116
1117 /*
1118  * Called at mount time to notify the dependency code that a
1119  * filesystem wishes to use it.
1120  */
1121 int
1122 softdep_mount(struct vnode *devvp, struct mount *mp, struct fs *fs)
1123 {
1124         struct csum cstotal;
1125         struct cg *cgp;
1126         struct buf *bp;
1127         int error, cyl;
1128
1129         mp->mnt_flag &= ~MNT_ASYNC;
1130         mp->mnt_flag |= MNT_SOFTDEP;
1131         /*
1132          * When doing soft updates, the counters in the
1133          * superblock may have gotten out of sync, so we have
1134          * to scan the cylinder groups and recalculate them.
1135          */
1136         if (fs->fs_clean != 0)
1137                 return (0);
1138         bzero(&cstotal, sizeof cstotal);
1139         for (cyl = 0; cyl < fs->fs_ncg; cyl++) {
1140                 if ((error = bread(devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, cyl)),
1141                                    fs->fs_cgsize, &bp)) != 0) {
1142                         brelse(bp);
1143                         return (error);
1144                 }
1145                 cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1146                 cstotal.cs_nffree += cgp->cg_cs.cs_nffree;
1147                 cstotal.cs_nbfree += cgp->cg_cs.cs_nbfree;
1148                 cstotal.cs_nifree += cgp->cg_cs.cs_nifree;
1149                 cstotal.cs_ndir += cgp->cg_cs.cs_ndir;
1150                 fs->fs_cs(fs, cyl) = cgp->cg_cs;
1151                 brelse(bp);
1152         }
1153 #ifdef DEBUG
1154         if (bcmp(&cstotal, &fs->fs_cstotal, sizeof cstotal))
1155                 kprintf("ffs_mountfs: superblock updated for soft updates\n");
1156 #endif
1157         bcopy(&cstotal, &fs->fs_cstotal, sizeof cstotal);
1158         return (0);
1159 }
1160
1161 /*
1162  * Protecting the freemaps (or bitmaps).
1163  *
1164  * To eliminate the need to execute fsck before mounting a filesystem
1165  * after a power failure, one must (conservatively) guarantee that the
1166  * on-disk copy of the bitmaps never indicate that a live inode or block is
1167  * free.  So, when a block or inode is allocated, the bitmap should be
1168  * updated (on disk) before any new pointers.  When a block or inode is
1169  * freed, the bitmap should not be updated until all pointers have been
1170  * reset.  The latter dependency is handled by the delayed de-allocation
1171  * approach described below for block and inode de-allocation.  The former
1172  * dependency is handled by calling the following procedure when a block or
1173  * inode is allocated. When an inode is allocated an "inodedep" is created
1174  * with its DEPCOMPLETE flag cleared until its bitmap is written to disk.
1175  * Each "inodedep" is also inserted into the hash indexing structure so
1176  * that any additional link additions can be made dependent on the inode
1177  * allocation.
1178  *
1179  * The ufs filesystem maintains a number of free block counts (e.g., per
1180  * cylinder group, per cylinder and per <cylinder, rotational position> pair)
1181  * in addition to the bitmaps.  These counts are used to improve efficiency
1182  * during allocation and therefore must be consistent with the bitmaps.
1183  * There is no convenient way to guarantee post-crash consistency of these
1184  * counts with simple update ordering, for two main reasons: (1) The counts
1185  * and bitmaps for a single cylinder group block are not in the same disk
1186  * sector.  If a disk write is interrupted (e.g., by power failure), one may
1187  * be written and the other not.  (2) Some of the counts are located in the
1188  * superblock rather than the cylinder group block. So, we focus our soft
1189  * updates implementation on protecting the bitmaps. When mounting a
1190  * filesystem, we recompute the auxiliary counts from the bitmaps.
1191  */
1192
1193 /*
1194  * Called just after updating the cylinder group block to allocate an inode.
1195  *
1196  * Parameters:
1197  *      bp:             buffer for cylgroup block with inode map
1198  *      ip:             inode related to allocation
1199  *      newinum:        new inode number being allocated
1200  */
1201 void
1202 softdep_setup_inomapdep(struct buf *bp, struct inode *ip, ino_t newinum)
1203 {
1204         struct inodedep *inodedep;
1205         struct bmsafemap *bmsafemap;
1206
1207         /*
1208          * Create a dependency for the newly allocated inode.
1209          * Panic if it already exists as something is seriously wrong.
1210          * Otherwise add it to the dependency list for the buffer holding
1211          * the cylinder group map from which it was allocated.
1212          */
1213         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1214         if ((inodedep_lookup(ip->i_fs, newinum, DEPALLOC|NODELAY, &inodedep))) {
1215                 FREE_LOCK(&lk);
1216                 panic("softdep_setup_inomapdep: found inode");
1217         }
1218         inodedep->id_buf = bp;
1219         inodedep->id_state &= ~DEPCOMPLETE;
1220         bmsafemap = bmsafemap_lookup(bp);
1221         LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_inodedephd, inodedep, id_deps);
1222         FREE_LOCK(&lk);
1223 }
1224
1225 /*
1226  * Called just after updating the cylinder group block to
1227  * allocate block or fragment.
1228  *
1229  * Parameters:
1230  *      bp:             buffer for cylgroup block with block map
1231  *      fs:             filesystem doing allocation
1232  *      newblkno:       number of newly allocated block
1233  */
1234 void
1235 softdep_setup_blkmapdep(struct buf *bp, struct fs *fs,
1236                         ufs_daddr_t newblkno)
1237 {
1238         struct newblk *newblk;
1239         struct bmsafemap *bmsafemap;
1240
1241         /*
1242          * Create a dependency for the newly allocated block.
1243          * Add it to the dependency list for the buffer holding
1244          * the cylinder group map from which it was allocated.
1245          */
1246         if (newblk_lookup(fs, newblkno, DEPALLOC, &newblk) != 0)
1247                 panic("softdep_setup_blkmapdep: found block");
1248         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1249         newblk->nb_bmsafemap = bmsafemap = bmsafemap_lookup(bp);
1250         LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_newblkhd, newblk, nb_deps);
1251         FREE_LOCK(&lk);
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Find the bmsafemap associated with a cylinder group buffer.
1256  * If none exists, create one. The buffer must be locked when
1257  * this routine is called and this routine must be called with
1258  * splbio interrupts blocked.
1259  */
1260 static struct bmsafemap *
1261 bmsafemap_lookup(struct buf *bp)
1262 {
1263         struct bmsafemap *bmsafemap;
1264         struct worklist *wk;
1265
1266 #ifdef DEBUG
1267         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
1268                 panic("bmsafemap_lookup: lock not held");
1269 #endif
1270         LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list)
1271                 if (wk->wk_type == D_BMSAFEMAP)
1272                         return (WK_BMSAFEMAP(wk));
1273         FREE_LOCK(&lk);
1274         MALLOC(bmsafemap, struct bmsafemap *, sizeof(struct bmsafemap),
1275                 M_BMSAFEMAP, M_SOFTDEP_FLAGS);
1276         bmsafemap->sm_list.wk_type = D_BMSAFEMAP;
1277         bmsafemap->sm_list.wk_state = 0;
1278         bmsafemap->sm_buf = bp;
1279         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_allocdirecthd);
1280         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_allocindirhd);
1281         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_inodedephd);
1282         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_newblkhd);
1283         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1284         WORKLIST_INSERT(&bp->b_dep, &bmsafemap->sm_list);
1285         return (bmsafemap);
1286 }
1287
1288 /*
1289  * Direct block allocation dependencies.
1290  *
1291  * When a new block is allocated, the corresponding disk locations must be
1292  * initialized (with zeros or new data) before the on-disk inode points to
1293  * them.  Also, the freemap from which the block was allocated must be
1294  * updated (on disk) before the inode's pointer. These two dependencies are
1295  * independent of each other and are needed for all file blocks and indirect
1296  * blocks that are pointed to directly by the inode.  Just before the
1297  * "in-core" version of the inode is updated with a newly allocated block
1298  * number, a procedure (below) is called to setup allocation dependency
1299  * structures.  These structures are removed when the corresponding
1300  * dependencies are satisfied or when the block allocation becomes obsolete
1301  * (i.e., the file is deleted, the block is de-allocated, or the block is a
1302  * fragment that gets upgraded).  All of these cases are handled in
1303  * procedures described later.
1304  *
1305  * When a file extension causes a fragment to be upgraded, either to a larger
1306  * fragment or to a full block, the on-disk location may change (if the
1307  * previous fragment could not simply be extended). In this case, the old
1308  * fragment must be de-allocated, but not until after the inode's pointer has
1309  * been updated. In most cases, this is handled by later procedures, which
1310  * will construct a "freefrag" structure to be added to the workitem queue
1311  * when the inode update is complete (or obsolete).  The main exception to
1312  * this is when an allocation occurs while a pending allocation dependency
1313  * (for the same block pointer) remains.  This case is handled in the main
1314  * allocation dependency setup procedure by immediately freeing the
1315  * unreferenced fragments.
1316  *
1317  * Parameters:
1318  *      ip:             inode to which block is being added
1319  *      lbn:            block pointer within inode
1320  *      newblkno:       disk block number being added
1321  *      oldblkno:       previous block number, 0 unless frag
1322  *      newsize:        size of new block
1323  *      oldsize:        size of new block
1324  *      bp:             bp for allocated block
1325  */
1326 void
1327 softdep_setup_allocdirect(struct inode *ip, ufs_lbn_t lbn, ufs_daddr_t newblkno,
1328                           ufs_daddr_t oldblkno, long newsize, long oldsize,
1329                           struct buf *bp)
1330 {
1331         struct allocdirect *adp, *oldadp;
1332         struct allocdirectlst *adphead;
1333         struct bmsafemap *bmsafemap;
1334         struct inodedep *inodedep;
1335         struct pagedep *pagedep;
1336         struct newblk *newblk;
1337
1338         MALLOC(adp, struct allocdirect *, sizeof(struct allocdirect),
1339                 M_ALLOCDIRECT, M_SOFTDEP_FLAGS);
1340         bzero(adp, sizeof(struct allocdirect));
1341         adp->ad_list.wk_type = D_ALLOCDIRECT;
1342         adp->ad_lbn = lbn;
1343         adp->ad_newblkno = newblkno;
1344         adp->ad_oldblkno = oldblkno;
1345         adp->ad_newsize = newsize;
1346         adp->ad_oldsize = oldsize;
1347         adp->ad_state = ATTACHED;
1348         if (newblkno == oldblkno)
1349                 adp->ad_freefrag = NULL;
1350         else
1351                 adp->ad_freefrag = newfreefrag(ip, oldblkno, oldsize);
1352
1353         if (newblk_lookup(ip->i_fs, newblkno, 0, &newblk) == 0)
1354                 panic("softdep_setup_allocdirect: lost block");
1355
1356         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1357         inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, DEPALLOC | NODELAY, &inodedep);
1358         adp->ad_inodedep = inodedep;
1359
1360         if (newblk->nb_state == DEPCOMPLETE) {
1361                 adp->ad_state |= DEPCOMPLETE;
1362                 adp->ad_buf = NULL;
1363         } else {
1364                 bmsafemap = newblk->nb_bmsafemap;
1365                 adp->ad_buf = bmsafemap->sm_buf;
1366                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
1367                 LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_allocdirecthd, adp, ad_deps);
1368         }
1369         LIST_REMOVE(newblk, nb_hash);
1370         FREE(newblk, M_NEWBLK);
1371
1372         WORKLIST_INSERT(&bp->b_dep, &adp->ad_list);
1373         if (lbn >= NDADDR) {
1374                 /* allocating an indirect block */
1375                 if (oldblkno != 0) {
1376                         FREE_LOCK(&lk);
1377                         panic("softdep_setup_allocdirect: non-zero indir");
1378                 }
1379         } else {
1380                 /*
1381                  * Allocating a direct block.
1382                  *
1383                  * If we are allocating a directory block, then we must
1384                  * allocate an associated pagedep to track additions and
1385                  * deletions.
1386                  */
1387                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR &&
1388                     pagedep_lookup(ip, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
1389                         WORKLIST_INSERT(&bp->b_dep, &pagedep->pd_list);
1390         }
1391         /*
1392          * The list of allocdirects must be kept in sorted and ascending
1393          * order so that the rollback routines can quickly determine the
1394          * first uncommitted block (the size of the file stored on disk
1395          * ends at the end of the lowest committed fragment, or if there
1396          * are no fragments, at the end of the highest committed block).
1397          * Since files generally grow, the typical case is that the new
1398          * block is to be added at the end of the list. We speed this
1399          * special case by checking against the last allocdirect in the
1400          * list before laboriously traversing the list looking for the
1401          * insertion point.
1402          */
1403         adphead = &inodedep->id_newinoupdt;
1404         oldadp = TAILQ_LAST(adphead, allocdirectlst);
1405         if (oldadp == NULL || oldadp->ad_lbn <= lbn) {
1406                 /* insert at end of list */
1407                 TAILQ_INSERT_TAIL(adphead, adp, ad_next);
1408                 if (oldadp != NULL && oldadp->ad_lbn == lbn)
1409                         allocdirect_merge(adphead, adp, oldadp);
1410                 FREE_LOCK(&lk);
1411                 return;
1412         }
1413         TAILQ_FOREACH(oldadp, adphead, ad_next) {
1414                 if (oldadp->ad_lbn >= lbn)
1415                         break;
1416         }
1417         if (oldadp == NULL) {
1418                 FREE_LOCK(&lk);
1419                 panic("softdep_setup_allocdirect: lost entry");
1420         }
1421         /* insert in middle of list */
1422         TAILQ_INSERT_BEFORE(oldadp, adp, ad_next);
1423         if (oldadp->ad_lbn == lbn)
1424                 allocdirect_merge(adphead, adp, oldadp);
1425         FREE_LOCK(&lk);
1426 }
1427
1428 /*
1429  * Replace an old allocdirect dependency with a newer one.
1430  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
1431  *
1432  * Parameters:
1433  *      adphead:        head of list holding allocdirects
1434  *      newadp:         allocdirect being added
1435  *      oldadp:         existing allocdirect being checked
1436  */
1437 static void
1438 allocdirect_merge(struct allocdirectlst *adphead,
1439                   struct allocdirect *newadp,
1440                   struct allocdirect *oldadp)
1441 {
1442         struct freefrag *freefrag;
1443
1444 #ifdef DEBUG
1445         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
1446                 panic("allocdirect_merge: lock not held");
1447 #endif
1448         if (newadp->ad_oldblkno != oldadp->ad_newblkno ||
1449             newadp->ad_oldsize != oldadp->ad_newsize ||
1450             newadp->ad_lbn >= NDADDR) {
1451                 FREE_LOCK(&lk);
1452                 panic("allocdirect_check: old %d != new %d || lbn %ld >= %d",
1453                     newadp->ad_oldblkno, oldadp->ad_newblkno, newadp->ad_lbn,
1454                     NDADDR);
1455         }
1456         newadp->ad_oldblkno = oldadp->ad_oldblkno;
1457         newadp->ad_oldsize = oldadp->ad_oldsize;
1458         /*
1459          * If the old dependency had a fragment to free or had never
1460          * previously had a block allocated, then the new dependency
1461          * can immediately post its freefrag and adopt the old freefrag.
1462          * This action is done by swapping the freefrag dependencies.
1463          * The new dependency gains the old one's freefrag, and the
1464          * old one gets the new one and then immediately puts it on
1465          * the worklist when it is freed by free_allocdirect. It is
1466          * not possible to do this swap when the old dependency had a
1467          * non-zero size but no previous fragment to free. This condition
1468          * arises when the new block is an extension of the old block.
1469          * Here, the first part of the fragment allocated to the new
1470          * dependency is part of the block currently claimed on disk by
1471          * the old dependency, so cannot legitimately be freed until the
1472          * conditions for the new dependency are fulfilled.
1473          */
1474         if (oldadp->ad_freefrag != NULL || oldadp->ad_oldblkno == 0) {
1475                 freefrag = newadp->ad_freefrag;
1476                 newadp->ad_freefrag = oldadp->ad_freefrag;
1477                 oldadp->ad_freefrag = freefrag;
1478         }
1479         free_allocdirect(adphead, oldadp, 0);
1480 }
1481
1482 /*
1483  * Allocate a new freefrag structure if needed.
1484  */
1485 static struct freefrag *
1486 newfreefrag(struct inode *ip, ufs_daddr_t blkno, long size)
1487 {
1488         struct freefrag *freefrag;
1489         struct fs *fs;
1490
1491         if (blkno == 0)
1492                 return (NULL);
1493         fs = ip->i_fs;
1494         if (fragnum(fs, blkno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag)
1495                 panic("newfreefrag: frag size");
1496         MALLOC(freefrag, struct freefrag *, sizeof(struct freefrag),
1497                 M_FREEFRAG, M_SOFTDEP_FLAGS);
1498         freefrag->ff_list.wk_type = D_FREEFRAG;
1499         freefrag->ff_state = ip->i_uid & ~ONWORKLIST;   /* XXX - used below */
1500         freefrag->ff_inum = ip->i_number;
1501         freefrag->ff_fs = fs;
1502         freefrag->ff_devvp = ip->i_devvp;
1503         freefrag->ff_blkno = blkno;
1504         freefrag->ff_fragsize = size;
1505         return (freefrag);
1506 }
1507
1508 /*
1509  * This workitem de-allocates fragments that were replaced during
1510  * file block allocation.
1511  */
1512 static void
1513 handle_workitem_freefrag(struct freefrag *freefrag)
1514 {
1515         struct inode tip;
1516
1517         tip.i_fs = freefrag->ff_fs;
1518         tip.i_devvp = freefrag->ff_devvp;
1519         tip.i_dev = freefrag->ff_devvp->v_rdev;
1520         tip.i_number = freefrag->ff_inum;
1521         tip.i_uid = freefrag->ff_state & ~ONWORKLIST;   /* XXX - set above */
1522         ffs_blkfree(&tip, freefrag->ff_blkno, freefrag->ff_fragsize);
1523         FREE(freefrag, M_FREEFRAG);
1524 }
1525
1526 /*
1527  * Indirect block allocation dependencies.
1528  *
1529  * The same dependencies that exist for a direct block also exist when
1530  * a new block is allocated and pointed to by an entry in a block of
1531  * indirect pointers. The undo/redo states described above are also
1532  * used here. Because an indirect block contains many pointers that
1533  * may have dependencies, a second copy of the entire in-memory indirect
1534  * block is kept. The buffer cache copy is always completely up-to-date.
1535  * The second copy, which is used only as a source for disk writes,
1536  * contains only the safe pointers (i.e., those that have no remaining
1537  * update dependencies). The second copy is freed when all pointers
1538  * are safe. The cache is not allowed to replace indirect blocks with
1539  * pending update dependencies. If a buffer containing an indirect
1540  * block with dependencies is written, these routines will mark it
1541  * dirty again. It can only be successfully written once all the
1542  * dependencies are removed. The ffs_fsync routine in conjunction with
1543  * softdep_sync_metadata work together to get all the dependencies
1544  * removed so that a file can be successfully written to disk. Three
1545  * procedures are used when setting up indirect block pointer
1546  * dependencies. The division is necessary because of the organization
1547  * of the "balloc" routine and because of the distinction between file
1548  * pages and file metadata blocks.
1549  */
1550
1551 /*
1552  * Allocate a new allocindir structure.
1553  *
1554  * Parameters:
1555  *      ip:             inode for file being extended
1556  *      ptrno:          offset of pointer in indirect block
1557  *      newblkno:       disk block number being added
1558  *      oldblkno:       previous block number, 0 if none
1559  */
1560 static struct allocindir *
1561 newallocindir(struct inode *ip, int ptrno, ufs_daddr_t newblkno,
1562               ufs_daddr_t oldblkno)
1563 {
1564         struct allocindir *aip;
1565
1566         MALLOC(aip, struct allocindir *, sizeof(struct allocindir),
1567                 M_ALLOCINDIR, M_SOFTDEP_FLAGS);
1568         bzero(aip, sizeof(struct allocindir));
1569         aip->ai_list.wk_type = D_ALLOCINDIR;
1570         aip->ai_state = ATTACHED;
1571         aip->ai_offset = ptrno;
1572         aip->ai_newblkno = newblkno;
1573         aip->ai_oldblkno = oldblkno;
1574         aip->ai_freefrag = newfreefrag(ip, oldblkno, ip->i_fs->fs_bsize);
1575         return (aip);
1576 }
1577
1578 /*
1579  * Called just before setting an indirect block pointer
1580  * to a newly allocated file page.
1581  *
1582  * Parameters:
1583  *      ip:             inode for file being extended
1584  *      lbn:            allocated block number within file
1585  *      bp:             buffer with indirect blk referencing page
1586  *      ptrno:          offset of pointer in indirect block
1587  *      newblkno:       disk block number being added
1588  *      oldblkno:       previous block number, 0 if none
1589  *      nbp:            buffer holding allocated page
1590  */
1591 void
1592 softdep_setup_allocindir_page(struct inode *ip, ufs_lbn_t lbn,
1593                               struct buf *bp, int ptrno,
1594                               ufs_daddr_t newblkno, ufs_daddr_t oldblkno,
1595                               struct buf *nbp)
1596 {
1597         struct allocindir *aip;
1598         struct pagedep *pagedep;
1599
1600         aip = newallocindir(ip, ptrno, newblkno, oldblkno);
1601         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1602         /*
1603          * If we are allocating a directory page, then we must
1604          * allocate an associated pagedep to track additions and
1605          * deletions.
1606          */
1607         if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR &&
1608             pagedep_lookup(ip, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
1609                 WORKLIST_INSERT(&nbp->b_dep, &pagedep->pd_list);
1610         WORKLIST_INSERT(&nbp->b_dep, &aip->ai_list);
1611         FREE_LOCK(&lk);
1612         setup_allocindir_phase2(bp, ip, aip);
1613 }
1614
1615 /*
1616  * Called just before setting an indirect block pointer to a
1617  * newly allocated indirect block.
1618  * Parameters:
1619  *      nbp:            newly allocated indirect block
1620  *      ip:             inode for file being extended
1621  *      bp:             indirect block referencing allocated block
1622  *      ptrno:          offset of pointer in indirect block
1623  *      newblkno:       disk block number being added
1624  */
1625 void
1626 softdep_setup_allocindir_meta(struct buf *nbp, struct inode *ip,
1627                               struct buf *bp, int ptrno,
1628                               ufs_daddr_t newblkno)
1629 {
1630         struct allocindir *aip;
1631
1632         aip = newallocindir(ip, ptrno, newblkno, 0);
1633         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1634         WORKLIST_INSERT(&nbp->b_dep, &aip->ai_list);
1635         FREE_LOCK(&lk);
1636         setup_allocindir_phase2(bp, ip, aip);
1637 }
1638
1639 /*
1640  * Called to finish the allocation of the "aip" allocated
1641  * by one of the two routines above.
1642  *
1643  * Parameters:
1644  *      bp:     in-memory copy of the indirect block
1645  *      ip:     inode for file being extended
1646  *      aip:    allocindir allocated by the above routines
1647  */
1648 static void
1649 setup_allocindir_phase2(struct buf *bp, struct inode *ip,
1650                         struct allocindir *aip)
1651 {
1652         struct worklist *wk;
1653         struct indirdep *indirdep, *newindirdep;
1654         struct bmsafemap *bmsafemap;
1655         struct allocindir *oldaip;
1656         struct freefrag *freefrag;
1657         struct newblk *newblk;
1658
1659         if (bp->b_loffset >= 0)
1660                 panic("setup_allocindir_phase2: not indir blk");
1661         for (indirdep = NULL, newindirdep = NULL; ; ) {
1662                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
1663                 LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
1664                         if (wk->wk_type != D_INDIRDEP)
1665                                 continue;
1666                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
1667                         break;
1668                 }
1669                 if (indirdep == NULL && newindirdep) {
1670                         indirdep = newindirdep;
1671                         WORKLIST_INSERT(&bp->b_dep, &indirdep->ir_list);
1672                         newindirdep = NULL;
1673                 }
1674                 FREE_LOCK(&lk);
1675                 if (indirdep) {
1676                         if (newblk_lookup(ip->i_fs, aip->ai_newblkno, 0,
1677                             &newblk) == 0)
1678                                 panic("setup_allocindir: lost block");
1679                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1680                         if (newblk->nb_state == DEPCOMPLETE) {
1681                                 aip->ai_state |= DEPCOMPLETE;
1682                                 aip->ai_buf = NULL;
1683                         } else {
1684                                 bmsafemap = newblk->nb_bmsafemap;
1685                                 aip->ai_buf = bmsafemap->sm_buf;
1686                                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
1687                                 LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_allocindirhd,
1688                                     aip, ai_deps);
1689                         }
1690                         LIST_REMOVE(newblk, nb_hash);
1691                         FREE(newblk, M_NEWBLK);
1692                         aip->ai_indirdep = indirdep;
1693                         /*
1694                          * Check to see if there is an existing dependency
1695                          * for this block. If there is, merge the old
1696                          * dependency into the new one.
1697                          */
1698                         if (aip->ai_oldblkno == 0)
1699                                 oldaip = NULL;
1700                         else
1701
1702                                 LIST_FOREACH(oldaip, &indirdep->ir_deplisthd, ai_next)
1703                                         if (oldaip->ai_offset == aip->ai_offset)
1704                                                 break;
1705                         if (oldaip != NULL) {
1706                                 if (oldaip->ai_newblkno != aip->ai_oldblkno) {
1707                                         FREE_LOCK(&lk);
1708                                         panic("setup_allocindir_phase2: blkno");
1709                                 }
1710                                 aip->ai_oldblkno = oldaip->ai_oldblkno;
1711                                 freefrag = oldaip->ai_freefrag;
1712                                 oldaip->ai_freefrag = aip->ai_freefrag;
1713                                 aip->ai_freefrag = freefrag;
1714                                 free_allocindir(oldaip, NULL);
1715                         }
1716                         LIST_INSERT_HEAD(&indirdep->ir_deplisthd, aip, ai_next);
1717                         ((ufs_daddr_t *)indirdep->ir_savebp->b_data)
1718                             [aip->ai_offset] = aip->ai_oldblkno;
1719                         FREE_LOCK(&lk);
1720                 }
1721                 if (newindirdep) {
1722                         /*
1723                          * Avoid any possibility of data corruption by
1724                          * ensuring that our old version is thrown away.
1725                          */
1726                         newindirdep->ir_savebp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
1727                         brelse(newindirdep->ir_savebp);
1728                         WORKITEM_FREE((caddr_t)newindirdep, D_INDIRDEP);
1729                 }
1730                 if (indirdep)
1731                         break;
1732                 MALLOC(newindirdep, struct indirdep *, sizeof(struct indirdep),
1733                         M_INDIRDEP, M_SOFTDEP_FLAGS);
1734                 newindirdep->ir_list.wk_type = D_INDIRDEP;
1735                 newindirdep->ir_state = ATTACHED;
1736                 LIST_INIT(&newindirdep->ir_deplisthd);
1737                 LIST_INIT(&newindirdep->ir_donehd);
1738                 if (bp->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) {
1739                         VOP_BMAP(bp->b_vp, bp->b_bio1.bio_offset,
1740                                 NULL, &bp->b_bio2.bio_offset,
1741                                 NULL, NULL);
1742                 }
1743                 KKASSERT(bp->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET);
1744                 newindirdep->ir_savebp = getblk(ip->i_devvp,
1745                                                 bp->b_bio2.bio_offset,
1746                                                 bp->b_bcount, 0, 0);
1747                 BUF_KERNPROC(newindirdep->ir_savebp);
1748                 bcopy(bp->b_data, newindirdep->ir_savebp->b_data, bp->b_bcount);
1749         }
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Block de-allocation dependencies.
1754  *
1755  * When blocks are de-allocated, the on-disk pointers must be nullified before
1756  * the blocks are made available for use by other files.  (The true
1757  * requirement is that old pointers must be nullified before new on-disk
1758  * pointers are set.  We chose this slightly more stringent requirement to
1759  * reduce complexity.) Our implementation handles this dependency by updating
1760  * the inode (or indirect block) appropriately but delaying the actual block
1761  * de-allocation (i.e., freemap and free space count manipulation) until
1762  * after the updated versions reach stable storage.  After the disk is
1763  * updated, the blocks can be safely de-allocated whenever it is convenient.
1764  * This implementation handles only the common case of reducing a file's
1765  * length to zero. Other cases are handled by the conventional synchronous
1766  * write approach.
1767  *
1768  * The ffs implementation with which we worked double-checks
1769  * the state of the block pointers and file size as it reduces
1770  * a file's length.  Some of this code is replicated here in our
1771  * soft updates implementation.  The freeblks->fb_chkcnt field is
1772  * used to transfer a part of this information to the procedure
1773  * that eventually de-allocates the blocks.
1774  *
1775  * This routine should be called from the routine that shortens
1776  * a file's length, before the inode's size or block pointers
1777  * are modified. It will save the block pointer information for
1778  * later release and zero the inode so that the calling routine
1779  * can release it.
1780  */
1781 struct softdep_setup_freeblocks_info {
1782         struct fs *fs;
1783         struct inode *ip;
1784 };
1785
1786 static int softdep_setup_freeblocks_bp(struct buf *bp, void *data);
1787
1788 /*
1789  * Parameters:
1790  *      ip:     The inode whose length is to be reduced
1791  *      length: The new length for the file
1792  */
1793 void
1794 softdep_setup_freeblocks(struct inode *ip, off_t length)
1795 {
1796         struct softdep_setup_freeblocks_info info;
1797         struct freeblks *freeblks;
1798         struct inodedep *inodedep;
1799         struct allocdirect *adp;
1800         struct vnode *vp;
1801         struct buf *bp;
1802         struct fs *fs;
1803         int i, error, delay;
1804         int count;
1805
1806         fs = ip->i_fs;
1807         if (length != 0)
1808                 panic("softde_setup_freeblocks: non-zero length");
1809         MALLOC(freeblks, struct freeblks *, sizeof(struct freeblks),
1810                 M_FREEBLKS, M_SOFTDEP_FLAGS);
1811         bzero(freeblks, sizeof(struct freeblks));
1812         freeblks->fb_list.wk_type = D_FREEBLKS;
1813         freeblks->fb_state = ATTACHED;
1814         freeblks->fb_uid = ip->i_uid;
1815         freeblks->fb_previousinum = ip->i_number;
1816         freeblks->fb_devvp = ip->i_devvp;
1817         freeblks->fb_fs = fs;
1818         freeblks->fb_oldsize = ip->i_size;
1819         freeblks->fb_newsize = length;
1820         freeblks->fb_chkcnt = ip->i_blocks;
1821         for (i = 0; i < NDADDR; i++) {
1822                 freeblks->fb_dblks[i] = ip->i_db[i];
1823                 ip->i_db[i] = 0;
1824         }
1825         for (i = 0; i < NIADDR; i++) {
1826                 freeblks->fb_iblks[i] = ip->i_ib[i];
1827                 ip->i_ib[i] = 0;
1828         }
1829         ip->i_blocks = 0;
1830         ip->i_size = 0;
1831         /*
1832          * Push the zero'ed inode to to its disk buffer so that we are free
1833          * to delete its dependencies below. Once the dependencies are gone
1834          * the buffer can be safely released.
1835          */
1836         if ((error = bread(ip->i_devvp,
1837                             fsbtodoff(fs, ino_to_fsba(fs, ip->i_number)),
1838             (int)fs->fs_bsize, &bp)) != 0)
1839                 softdep_error("softdep_setup_freeblocks", error);
1840         *((struct ufs1_dinode *)bp->b_data + ino_to_fsbo(fs, ip->i_number)) =
1841             ip->i_din;
1842         /*
1843          * Find and eliminate any inode dependencies.
1844          */
1845         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1846         (void) inodedep_lookup(fs, ip->i_number, DEPALLOC, &inodedep);
1847         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) != 0) {
1848                 FREE_LOCK(&lk);
1849                 panic("softdep_setup_freeblocks: inode busy");
1850         }
1851         /*
1852          * Add the freeblks structure to the list of operations that
1853          * must await the zero'ed inode being written to disk. If we
1854          * still have a bitmap dependency (delay == 0), then the inode
1855          * has never been written to disk, so we can process the
1856          * freeblks below once we have deleted the dependencies.
1857          */
1858         delay = (inodedep->id_state & DEPCOMPLETE);
1859         if (delay)
1860                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &freeblks->fb_list);
1861         /*
1862          * Because the file length has been truncated to zero, any
1863          * pending block allocation dependency structures associated
1864          * with this inode are obsolete and can simply be de-allocated.
1865          * We must first merge the two dependency lists to get rid of
1866          * any duplicate freefrag structures, then purge the merged list.
1867          */
1868         merge_inode_lists(inodedep);
1869         while ((adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt)) != 0)
1870                 free_allocdirect(&inodedep->id_inoupdt, adp, 1);
1871         FREE_LOCK(&lk);
1872         bdwrite(bp);
1873         /*
1874          * We must wait for any I/O in progress to finish so that
1875          * all potential buffers on the dirty list will be visible.
1876          * Once they are all there, walk the list and get rid of
1877          * any dependencies.
1878          */
1879         vp = ITOV(ip);
1880         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1881         drain_output(vp, 1);
1882
1883         info.fs = fs;
1884         info.ip = ip;
1885         do {
1886                 count = RB_SCAN(buf_rb_tree, &vp->v_rbdirty_tree, NULL,
1887                                 softdep_setup_freeblocks_bp, &info);
1888         } while (count != 0);
1889         if (inodedep_lookup(fs, ip->i_number, 0, &inodedep) != 0)
1890                 (void)free_inodedep(inodedep);
1891
1892         if (delay) {
1893                 freeblks->fb_state |= DEPCOMPLETE;
1894                 /*
1895                  * If the inode with zeroed block pointers is now on disk
1896                  * we can start freeing blocks. Add freeblks to the worklist
1897                  * instead of calling  handle_workitem_freeblocks directly as
1898                  * it is more likely that additional IO is needed to complete
1899                  * the request here than in the !delay case.
1900                  */
1901                 if ((freeblks->fb_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE)
1902                         add_to_worklist(&freeblks->fb_list);
1903         }
1904
1905         FREE_LOCK(&lk);
1906         /*
1907          * If the inode has never been written to disk (delay == 0),
1908          * then we can process the freeblks now that we have deleted
1909          * the dependencies.
1910          */
1911         if (!delay)
1912                 handle_workitem_freeblocks(freeblks);
1913 }
1914
1915 static int
1916 softdep_setup_freeblocks_bp(struct buf *bp, void *data)
1917 {
1918         struct softdep_setup_freeblocks_info *info = data;
1919         struct inodedep *inodedep;
1920
1921         if (getdirtybuf(&bp, MNT_WAIT) == 0) {
1922                 kprintf("softdep_setup_freeblocks_bp(1): caught bp %p going away\n", bp);
1923                 return(-1);
1924         }
1925         if (bp->b_vp != ITOV(info->ip) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1926                 kprintf("softdep_setup_freeblocks_bp(2): caught bp %p going away\n", bp);
1927                 BUF_UNLOCK(bp);
1928                 return(-1);
1929         }
1930         (void) inodedep_lookup(info->fs, info->ip->i_number, 0, &inodedep);
1931         deallocate_dependencies(bp, inodedep);
1932         bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
1933         FREE_LOCK(&lk);
1934         brelse(bp);
1935         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1936         return(1);
1937 }
1938
1939 /*
1940  * Reclaim any dependency structures from a buffer that is about to
1941  * be reallocated to a new vnode. The buffer must be locked, thus,
1942  * no I/O completion operations can occur while we are manipulating
1943  * its associated dependencies. The mutex is held so that other I/O's
1944  * associated with related dependencies do not occur.
1945  */
1946 static void
1947 deallocate_dependencies(struct buf *bp, struct inodedep *inodedep)
1948 {
1949         struct worklist *wk;
1950         struct indirdep *indirdep;
1951         struct allocindir *aip;
1952         struct pagedep *pagedep;
1953         struct dirrem *dirrem;
1954         struct diradd *dap;
1955         int i;
1956
1957         while ((wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
1958                 switch (wk->wk_type) {
1959
1960                 case D_INDIRDEP:
1961                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
1962                         /*
1963                          * None of the indirect pointers will ever be visible,
1964                          * so they can simply be tossed. GOINGAWAY ensures
1965                          * that allocated pointers will be saved in the buffer
1966                          * cache until they are freed. Note that they will
1967                          * only be able to be found by their physical address
1968                          * since the inode mapping the logical address will
1969                          * be gone. The save buffer used for the safe copy
1970                          * was allocated in setup_allocindir_phase2 using
1971                          * the physical address so it could be used for this
1972                          * purpose. Hence we swap the safe copy with the real
1973                          * copy, allowing the safe copy to be freed and holding
1974                          * on to the real copy for later use in indir_trunc.
1975                          *
1976                          * NOTE: ir_savebp is relative to the block device
1977                          * so b_bio1 contains the device block number.
1978                          */
1979                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) {
1980                                 FREE_LOCK(&lk);
1981                                 panic("deallocate_dependencies: already gone");
1982                         }
1983                         indirdep->ir_state |= GOINGAWAY;
1984                         while ((aip = LIST_FIRST(&indirdep->ir_deplisthd)) != 0)
1985                                 free_allocindir(aip, inodedep);
1986                         if (bp->b_bio1.bio_offset >= 0 ||
1987                             bp->b_bio2.bio_offset != indirdep->ir_savebp->b_bio1.bio_offset) {
1988                                 FREE_LOCK(&lk);
1989                                 panic("deallocate_dependencies: not indir");
1990                         }
1991                         bcopy(bp->b_data, indirdep->ir_savebp->b_data,
1992                             bp->b_bcount);
1993                         WORKLIST_REMOVE(wk);
1994                         WORKLIST_INSERT(&indirdep->ir_savebp->b_dep, wk);
1995                         continue;
1996
1997                 case D_PAGEDEP:
1998                         pagedep = WK_PAGEDEP(wk);
1999                         /*
2000                          * None of the directory additions will ever be
2001                          * visible, so they can simply be tossed.
2002                          */
2003                         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
2004                                 while ((dap =
2005                                     LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i])))
2006                                         free_diradd(dap);
2007                         while ((dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd)) != 0)
2008                                 free_diradd(dap);
2009                         /*
2010                          * Copy any directory remove dependencies to the list
2011                          * to be processed after the zero'ed inode is written.
2012                          * If the inode has already been written, then they
2013                          * can be dumped directly onto the work list.
2014                          */
2015                         LIST_FOREACH(dirrem, &pagedep->pd_dirremhd, dm_next) {
2016                                 LIST_REMOVE(dirrem, dm_next);
2017                                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2018                                 if (inodedep == NULL ||
2019                                     (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) ==
2020                                      ALLCOMPLETE)
2021                                         add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2022                                 else
2023                                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,
2024                                             &dirrem->dm_list);
2025                         }
2026                         WORKLIST_REMOVE(&pagedep->pd_list);
2027                         LIST_REMOVE(pagedep, pd_hash);
2028                         WORKITEM_FREE(pagedep, D_PAGEDEP);
2029                         continue;
2030
2031                 case D_ALLOCINDIR:
2032                         free_allocindir(WK_ALLOCINDIR(wk), inodedep);
2033                         continue;
2034
2035                 case D_ALLOCDIRECT:
2036                 case D_INODEDEP:
2037                         FREE_LOCK(&lk);
2038                         panic("deallocate_dependencies: Unexpected type %s",
2039                             TYPENAME(wk->wk_type));
2040                         /* NOTREACHED */
2041
2042                 default:
2043                         FREE_LOCK(&lk);
2044                         panic("deallocate_dependencies: Unknown type %s",
2045                             TYPENAME(wk->wk_type));
2046                         /* NOTREACHED */
2047                 }
2048         }
2049 }
2050
2051 /*
2052  * Free an allocdirect. Generate a new freefrag work request if appropriate.
2053  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
2054  */
2055 static void
2056 free_allocdirect(struct allocdirectlst *adphead,
2057                  struct allocdirect *adp, int delay)
2058 {
2059
2060 #ifdef DEBUG
2061         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
2062                 panic("free_allocdirect: lock not held");
2063 #endif
2064         if ((adp->ad_state & DEPCOMPLETE) == 0)
2065                 LIST_REMOVE(adp, ad_deps);
2066         TAILQ_REMOVE(adphead, adp, ad_next);
2067         if ((adp->ad_state & COMPLETE) == 0)
2068                 WORKLIST_REMOVE(&adp->ad_list);
2069         if (adp->ad_freefrag != NULL) {
2070                 if (delay)
2071                         WORKLIST_INSERT(&adp->ad_inodedep->id_bufwait,
2072                             &adp->ad_freefrag->ff_list);
2073                 else
2074                         add_to_worklist(&adp->ad_freefrag->ff_list);
2075         }
2076         WORKITEM_FREE(adp, D_ALLOCDIRECT);
2077 }
2078
2079 /*
2080  * Prepare an inode to be freed. The actual free operation is not
2081  * done until the zero'ed inode has been written to disk.
2082  */
2083 void
2084 softdep_freefile(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
2085 {
2086         struct inode *ip = VTOI(pvp);
2087         struct inodedep *inodedep;
2088         struct freefile *freefile;
2089
2090         /*
2091          * This sets up the inode de-allocation dependency.
2092          */
2093         MALLOC(freefile, struct freefile *, sizeof(struct freefile),
2094                 M_FREEFILE, M_SOFTDEP_FLAGS);
2095         freefile->fx_list.wk_type = D_FREEFILE;
2096         freefile->fx_list.wk_state = 0;
2097         freefile->fx_mode = mode;
2098         freefile->fx_oldinum = ino;
2099         freefile->fx_devvp = ip->i_devvp;
2100         freefile->fx_fs = ip->i_fs;
2101
2102         /*
2103          * If the inodedep does not exist, then the zero'ed inode has
2104          * been written to disk. If the allocated inode has never been
2105          * written to disk, then the on-disk inode is zero'ed. In either
2106          * case we can free the file immediately.
2107          */
2108         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2109         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ino, 0, &inodedep) == 0 ||
2110             check_inode_unwritten(inodedep)) {
2111                 FREE_LOCK(&lk);
2112                 handle_workitem_freefile(freefile);
2113                 return;
2114         }
2115         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_inowait, &freefile->fx_list);
2116         FREE_LOCK(&lk);
2117 }
2118
2119 /*
2120  * Check to see if an inode has never been written to disk. If
2121  * so free the inodedep and return success, otherwise return failure.
2122  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
2123  *
2124  * If we still have a bitmap dependency, then the inode has never
2125  * been written to disk. Drop the dependency as it is no longer
2126  * necessary since the inode is being deallocated. We set the
2127  * ALLCOMPLETE flags since the bitmap now properly shows that the
2128  * inode is not allocated. Even if the inode is actively being
2129  * written, it has been rolled back to its zero'ed state, so we
2130  * are ensured that a zero inode is what is on the disk. For short
2131  * lived files, this change will usually result in removing all the
2132  * dependencies from the inode so that it can be freed immediately.
2133  */
2134 static int
2135 check_inode_unwritten(struct inodedep *inodedep)
2136 {
2137
2138         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) != 0 ||
2139             LIST_FIRST(&inodedep->id_pendinghd) != NULL ||
2140             LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait) != NULL ||
2141             LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait) != NULL ||
2142             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL ||
2143             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt) != NULL ||
2144             inodedep->id_nlinkdelta != 0)
2145                 return (0);
2146
2147         /*
2148          * Another process might be in initiate_write_inodeblock
2149          * trying to allocate memory without holding "Softdep Lock".
2150          */
2151         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) != 0 &&
2152             inodedep->id_savedino == NULL)
2153                 return(0);
2154
2155         inodedep->id_state |= ALLCOMPLETE;
2156         LIST_REMOVE(inodedep, id_deps);
2157         inodedep->id_buf = NULL;
2158         if (inodedep->id_state & ONWORKLIST)
2159                 WORKLIST_REMOVE(&inodedep->id_list);
2160         if (inodedep->id_savedino != NULL) {
2161                 FREE(inodedep->id_savedino, M_INODEDEP);
2162                 inodedep->id_savedino = NULL;
2163         }
2164         if (free_inodedep(inodedep) == 0) {
2165                 FREE_LOCK(&lk);
2166                 panic("check_inode_unwritten: busy inode");
2167         }
2168         return (1);
2169 }
2170
2171 /*
2172  * Try to free an inodedep structure. Return 1 if it could be freed.
2173  */
2174 static int
2175 free_inodedep(struct inodedep *inodedep)
2176 {
2177
2178         if ((inodedep->id_state & ONWORKLIST) != 0 ||
2179             (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE ||
2180             LIST_FIRST(&inodedep->id_pendinghd) != NULL ||
2181             LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait) != NULL ||
2182             LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait) != NULL ||
2183             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL ||
2184             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt) != NULL ||
2185             inodedep->id_nlinkdelta != 0 || inodedep->id_savedino != NULL)
2186                 return (0);
2187         LIST_REMOVE(inodedep, id_hash);
2188         WORKITEM_FREE(inodedep, D_INODEDEP);
2189         num_inodedep -= 1;
2190         return (1);
2191 }
2192
2193 /*
2194  * This workitem routine performs the block de-allocation.
2195  * The workitem is added to the pending list after the updated
2196  * inode block has been written to disk.  As mentioned above,
2197  * checks regarding the number of blocks de-allocated (compared
2198  * to the number of blocks allocated for the file) are also
2199  * performed in this function.
2200  */
2201 static void
2202 handle_workitem_freeblocks(struct freeblks *freeblks)
2203 {
2204         struct inode tip;
2205         ufs_daddr_t bn;
2206         struct fs *fs;
2207         int i, level, bsize;
2208         long nblocks, blocksreleased = 0;
2209         int error, allerror = 0;
2210         ufs_lbn_t baselbns[NIADDR], tmpval;
2211
2212         tip.i_number = freeblks->fb_previousinum;
2213         tip.i_devvp = freeblks->fb_devvp;
2214         tip.i_dev = freeblks->fb_devvp->v_rdev;
2215         tip.i_fs = freeblks->fb_fs;
2216         tip.i_size = freeblks->fb_oldsize;
2217         tip.i_uid = freeblks->fb_uid;
2218         fs = freeblks->fb_fs;
2219         tmpval = 1;
2220         baselbns[0] = NDADDR;
2221         for (i = 1; i < NIADDR; i++) {
2222                 tmpval *= NINDIR(fs);
2223                 baselbns[i] = baselbns[i - 1] + tmpval;
2224         }
2225         nblocks = btodb(fs->fs_bsize);
2226         blocksreleased = 0;
2227         /*
2228          * Indirect blocks first.
2229          */
2230         for (level = (NIADDR - 1); level >= 0; level--) {
2231                 if ((bn = freeblks->fb_iblks[level]) == 0)
2232                         continue;
2233                 if ((error = indir_trunc(&tip, fsbtodoff(fs, bn), level,
2234                     baselbns[level], &blocksreleased)) == 0)
2235                         allerror = error;
2236                 ffs_blkfree(&tip, bn, fs->fs_bsize);
2237                 blocksreleased += nblocks;
2238         }
2239         /*
2240          * All direct blocks or frags.
2241          */
2242         for (i = (NDADDR - 1); i >= 0; i--) {
2243                 if ((bn = freeblks->fb_dblks[i]) == 0)
2244                         continue;
2245                 bsize = blksize(fs, &tip, i);
2246                 ffs_blkfree(&tip, bn, bsize);
2247                 blocksreleased += btodb(bsize);
2248         }
2249
2250 #ifdef DIAGNOSTIC
2251         if (freeblks->fb_chkcnt != blocksreleased)
2252                 kprintf("handle_workitem_freeblocks: block count\n");
2253         if (allerror)
2254                 softdep_error("handle_workitem_freeblks", allerror);
2255 #endif /* DIAGNOSTIC */
2256         WORKITEM_FREE(freeblks, D_FREEBLKS);
2257 }
2258
2259 /*
2260  * Release blocks associated with the inode ip and stored in the indirect
2261  * block at doffset. If level is greater than SINGLE, the block is an
2262  * indirect block and recursive calls to indirtrunc must be used to
2263  * cleanse other indirect blocks.
2264  */
2265 static int
2266 indir_trunc(struct inode *ip, off_t doffset, int level, ufs_lbn_t lbn,
2267             long *countp)
2268 {
2269         struct buf *bp;
2270         ufs_daddr_t *bap;
2271         ufs_daddr_t nb;
2272         struct fs *fs;
2273         struct worklist *wk;
2274         struct indirdep *indirdep;
2275         int i, lbnadd, nblocks;
2276         int error, allerror = 0;
2277
2278         fs = ip->i_fs;
2279         lbnadd = 1;
2280         for (i = level; i > 0; i--)
2281                 lbnadd *= NINDIR(fs);
2282         /*
2283          * Get buffer of block pointers to be freed. This routine is not
2284          * called until the zero'ed inode has been written, so it is safe
2285          * to free blocks as they are encountered. Because the inode has
2286          * been zero'ed, calls to bmap on these blocks will fail. So, we
2287          * have to use the on-disk address and the block device for the
2288          * filesystem to look them up. If the file was deleted before its
2289          * indirect blocks were all written to disk, the routine that set
2290          * us up (deallocate_dependencies) will have arranged to leave
2291          * a complete copy of the indirect block in memory for our use.
2292          * Otherwise we have to read the blocks in from the disk.
2293          */
2294         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2295         if ((bp = findblk(ip->i_devvp, doffset)) != NULL &&
2296             (wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
2297                 /*
2298                  * bp must be ir_savebp, which is held locked for our use.
2299                  */
2300                 if (wk->wk_type != D_INDIRDEP ||
2301                     (indirdep = WK_INDIRDEP(wk))->ir_savebp != bp ||
2302                     (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) == 0) {
2303                         FREE_LOCK(&lk);
2304                         panic("indir_trunc: lost indirdep");
2305                 }
2306                 WORKLIST_REMOVE(wk);
2307                 WORKITEM_FREE(indirdep, D_INDIRDEP);
2308                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
2309                         FREE_LOCK(&lk);
2310                         panic("indir_trunc: dangling dep");
2311                 }
2312                 FREE_LOCK(&lk);
2313         } else {
2314                 FREE_LOCK(&lk);
2315                 error = bread(ip->i_devvp, doffset, (int)fs->fs_bsize, &bp);
2316                 if (error)
2317                         return (error);
2318         }
2319         /*
2320          * Recursively free indirect blocks.
2321          */
2322         bap = (ufs_daddr_t *)bp->b_data;
2323         nblocks = btodb(fs->fs_bsize);
2324         for (i = NINDIR(fs) - 1; i >= 0; i--) {
2325                 if ((nb = bap[i]) == 0)
2326                         continue;
2327                 if (level != 0) {
2328                         if ((error = indir_trunc(ip, fsbtodoff(fs, nb),
2329                              level - 1, lbn + (i * lbnadd), countp)) != 0)
2330                                 allerror = error;
2331                 }
2332                 ffs_blkfree(ip, nb, fs->fs_bsize);
2333                 *countp += nblocks;
2334         }
2335         bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
2336         brelse(bp);
2337         return (allerror);
2338 }
2339
2340 /*
2341  * Free an allocindir.
2342  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
2343  */
2344 static void
2345 free_allocindir(struct allocindir *aip, struct inodedep *inodedep)
2346 {
2347         struct freefrag *freefrag;
2348
2349 #ifdef DEBUG
2350         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
2351                 panic("free_allocindir: lock not held");
2352 #endif
2353         if ((aip->ai_state & DEPCOMPLETE) == 0)
2354                 LIST_REMOVE(aip, ai_deps);
2355         if (aip->ai_state & ONWORKLIST)
2356                 WORKLIST_REMOVE(&aip->ai_list);
2357         LIST_REMOVE(aip, ai_next);
2358         if ((freefrag = aip->ai_freefrag) != NULL) {
2359                 if (inodedep == NULL)
2360                         add_to_worklist(&freefrag->ff_list);
2361                 else
2362                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,
2363                             &freefrag->ff_list);
2364         }
2365         WORKITEM_FREE(aip, D_ALLOCINDIR);
2366 }
2367
2368 /*
2369  * Directory entry addition dependencies.
2370  *
2371  * When adding a new directory entry, the inode (with its incremented link
2372  * count) must be written to disk before the directory entry's pointer to it.
2373  * Also, if the inode is newly allocated, the corresponding freemap must be
2374  * updated (on disk) before the directory entry's pointer. These requirements
2375  * are met via undo/redo on the directory entry's pointer, which consists
2376  * simply of the inode number.
2377  *
2378  * As directory entries are added and deleted, the free space within a
2379  * directory block can become fragmented.  The ufs filesystem will compact
2380  * a fragmented directory block to make space for a new entry. When this
2381  * occurs, the offsets of previously added entries change. Any "diradd"
2382  * dependency structures corresponding to these entries must be updated with
2383  * the new offsets.
2384  */
2385
2386 /*
2387  * This routine is called after the in-memory inode's link
2388  * count has been incremented, but before the directory entry's
2389  * pointer to the inode has been set.
2390  *
2391  * Parameters:
2392  *      bp:             buffer containing directory block
2393  *      dp:             inode for directory
2394  *      diroffset:      offset of new entry in directory
2395  *      newinum:        inode referenced by new directory entry
2396  *      newdirbp:       non-NULL => contents of new mkdir
2397  */
2398 void
2399 softdep_setup_directory_add(struct buf *bp, struct inode *dp, off_t diroffset,
2400                             ino_t newinum, struct buf *newdirbp)
2401 {
2402         int offset;             /* offset of new entry within directory block */
2403         ufs_lbn_t lbn;          /* block in directory containing new entry */
2404         struct fs *fs;
2405         struct diradd *dap;
2406         struct pagedep *pagedep;
2407         struct inodedep *inodedep;
2408         struct mkdir *mkdir1, *mkdir2;
2409
2410         /*
2411          * Whiteouts have no dependencies.
2412          */
2413         if (newinum == WINO) {
2414                 if (newdirbp != NULL)
2415                         bdwrite(newdirbp);
2416                 return;
2417         }
2418
2419         fs = dp->i_fs;
2420         lbn = lblkno(fs, diroffset);
2421         offset = blkoff(fs, diroffset);
2422         MALLOC(dap, struct diradd *, sizeof(struct diradd), M_DIRADD,
2423             M_SOFTDEP_FLAGS);
2424         bzero(dap, sizeof(struct diradd));
2425         dap->da_list.wk_type = D_DIRADD;
2426         dap->da_offset = offset;
2427         dap->da_newinum = newinum;
2428         dap->da_state = ATTACHED;
2429         if (newdirbp == NULL) {
2430                 dap->da_state |= DEPCOMPLETE;
2431                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2432         } else {
2433                 dap->da_state |= MKDIR_BODY | MKDIR_PARENT;
2434                 MALLOC(mkdir1, struct mkdir *, sizeof(struct mkdir), M_MKDIR,
2435                     M_SOFTDEP_FLAGS);
2436                 mkdir1->md_list.wk_type = D_MKDIR;
2437                 mkdir1->md_state = MKDIR_BODY;
2438                 mkdir1->md_diradd = dap;
2439                 MALLOC(mkdir2, struct mkdir *, sizeof(struct mkdir), M_MKDIR,
2440                     M_SOFTDEP_FLAGS);
2441                 mkdir2->md_list.wk_type = D_MKDIR;
2442                 mkdir2->md_state = MKDIR_PARENT;
2443                 mkdir2->md_diradd = dap;
2444                 /*
2445                  * Dependency on "." and ".." being written to disk.
2446                  */
2447                 mkdir1->md_buf = newdirbp;
2448                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2449                 LIST_INSERT_HEAD(&mkdirlisthd, mkdir1, md_mkdirs);
2450                 WORKLIST_INSERT(&newdirbp->b_dep, &mkdir1->md_list);
2451                 FREE_LOCK(&lk);
2452                 bdwrite(newdirbp);
2453                 /*
2454                  * Dependency on link count increase for parent directory
2455                  */
2456                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2457                 if (inodedep_lookup(dp->i_fs, dp->i_number, 0, &inodedep) == 0
2458                     || (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
2459                         dap->da_state &= ~MKDIR_PARENT;
2460                         WORKITEM_FREE(mkdir2, D_MKDIR);
2461                 } else {
2462                         LIST_INSERT_HEAD(&mkdirlisthd, mkdir2, md_mkdirs);
2463                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,&mkdir2->md_list);
2464                 }
2465         }
2466         /*
2467          * Link into parent directory pagedep to await its being written.
2468          */
2469         if (pagedep_lookup(dp, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
2470                 WORKLIST_INSERT(&bp->b_dep, &pagedep->pd_list);
2471         dap->da_pagedep = pagedep;
2472         LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)], dap,
2473             da_pdlist);
2474         /*
2475          * Link into its inodedep. Put it on the id_bufwait list if the inode
2476          * is not yet written. If it is written, do the post-inode write
2477          * processing to put it on the id_pendinghd list.
2478          */
2479         (void) inodedep_lookup(fs, newinum, DEPALLOC, &inodedep);
2480         if ((inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE)
2481                 diradd_inode_written(dap, inodedep);
2482         else
2483                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &dap->da_list);
2484         FREE_LOCK(&lk);
2485 }
2486
2487 /*
2488  * This procedure is called to change the offset of a directory
2489  * entry when compacting a directory block which must be owned
2490  * exclusively by the caller. Note that the actual entry movement
2491  * must be done in this procedure to ensure that no I/O completions
2492  * occur while the move is in progress.
2493  *
2494  * Parameters:
2495  *      dp:     inode for directory
2496  *      base:           address of dp->i_offset
2497  *      oldloc:         address of old directory location
2498  *      newloc:         address of new directory location
2499  *      entrysize:      size of directory entry
2500  */
2501 void
2502 softdep_change_directoryentry_offset(struct inode *dp, caddr_t base,
2503                                      caddr_t oldloc, caddr_t newloc,
2504                                      int entrysize)
2505 {
2506         int offset, oldoffset, newoffset;
2507         struct pagedep *pagedep;
2508         struct diradd *dap;
2509         ufs_lbn_t lbn;
2510
2511         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2512         lbn = lblkno(dp->i_fs, dp->i_offset);
2513         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2514         if (pagedep_lookup(dp, lbn, 0, &pagedep) == 0)
2515                 goto done;
2516         oldoffset = offset + (oldloc - base);
2517         newoffset = offset + (newloc - base);
2518
2519         LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(oldoffset)], da_pdlist) {
2520                 if (dap->da_offset != oldoffset)
2521                         continue;
2522                 dap->da_offset = newoffset;
2523                 if (DIRADDHASH(newoffset) == DIRADDHASH(oldoffset))
2524                         break;
2525                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
2526                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(newoffset)],
2527                     dap, da_pdlist);
2528                 break;
2529         }
2530         if (dap == NULL) {
2531
2532                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_pendinghd, da_pdlist) {
2533                         if (dap->da_offset == oldoffset) {
2534                                 dap->da_offset = newoffset;
2535                                 break;
2536                         }
2537                 }
2538         }
2539 done:
2540         bcopy(oldloc, newloc, entrysize);
2541         FREE_LOCK(&lk);
2542 }
2543
2544 /*
2545  * Free a diradd dependency structure. This routine must be called
2546  * with splbio interrupts blocked.
2547  */
2548 static void
2549 free_diradd(struct diradd *dap)
2550 {
2551         struct dirrem *dirrem;
2552         struct pagedep *pagedep;
2553         struct inodedep *inodedep;
2554         struct mkdir *mkdir, *nextmd;
2555
2556 #ifdef DEBUG
2557         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
2558                 panic("free_diradd: lock not held");
2559 #endif
2560         WORKLIST_REMOVE(&dap->da_list);
2561         LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
2562         if ((dap->da_state & DIRCHG) == 0) {
2563                 pagedep = dap->da_pagedep;
2564         } else {
2565                 dirrem = dap->da_previous;
2566                 pagedep = dirrem->dm_pagedep;
2567                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2568                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2569         }
2570         if (inodedep_lookup(VFSTOUFS(pagedep->pd_mnt)->um_fs, dap->da_newinum,
2571             0, &inodedep) != 0)
2572                 (void) free_inodedep(inodedep);
2573         if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) != 0) {
2574                 for (mkdir = LIST_FIRST(&mkdirlisthd); mkdir; mkdir = nextmd) {
2575                         nextmd = LIST_NEXT(mkdir, md_mkdirs);
2576                         if (mkdir->md_diradd != dap)
2577                                 continue;
2578                         dap->da_state &= ~mkdir->md_state;
2579                         WORKLIST_REMOVE(&mkdir->md_list);
2580                         LIST_REMOVE(mkdir, md_mkdirs);
2581                         WORKITEM_FREE(mkdir, D_MKDIR);
2582                 }
2583                 if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) != 0) {
2584                         FREE_LOCK(&lk);
2585                         panic("free_diradd: unfound ref");
2586                 }
2587         }
2588         WORKITEM_FREE(dap, D_DIRADD);
2589 }
2590
2591 /*
2592  * Directory entry removal dependencies.
2593  *
2594  * When removing a directory entry, the entry's inode pointer must be
2595  * zero'ed on disk before the corresponding inode's link count is decremented
2596  * (possibly freeing the inode for re-use). This dependency is handled by
2597  * updating the directory entry but delaying the inode count reduction until
2598  * after the directory block has been written to disk. After this point, the
2599  * inode count can be decremented whenever it is convenient.
2600  */
2601
2602 /*
2603  * This routine should be called immediately after removing
2604  * a directory entry.  The inode's link count should not be
2605  * decremented by the calling procedure -- the soft updates
2606  * code will do this task when it is safe.
2607  *
2608  * Parameters:
2609  *      bp:             buffer containing directory block
2610  *      dp:             inode for the directory being modified
2611  *      ip:             inode for directory entry being removed
2612  *      isrmdir:        indicates if doing RMDIR
2613  */
2614 void
2615 softdep_setup_remove(struct buf *bp, struct inode *dp, struct inode *ip,
2616                      int isrmdir)
2617 {
2618         struct dirrem *dirrem, *prevdirrem;
2619
2620         /*
2621          * Allocate a new dirrem if appropriate and ACQUIRE_LOCK.
2622          */
2623         dirrem = newdirrem(bp, dp, ip, isrmdir, &prevdirrem);
2624
2625         /*
2626          * If the COMPLETE flag is clear, then there were no active
2627          * entries and we want to roll back to a zeroed entry until
2628          * the new inode is committed to disk. If the COMPLETE flag is
2629          * set then we have deleted an entry that never made it to
2630          * disk. If the entry we deleted resulted from a name change,
2631          * then the old name still resides on disk. We cannot delete
2632          * its inode (returned to us in prevdirrem) until the zeroed
2633          * directory entry gets to disk. The new inode has never been
2634          * referenced on the disk, so can be deleted immediately.
2635          */
2636         if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2637                 LIST_INSERT_HEAD(&dirrem->dm_pagedep->pd_dirremhd, dirrem,
2638                     dm_next);
2639                 FREE_LOCK(&lk);
2640         } else {
2641                 if (prevdirrem != NULL)
2642                         LIST_INSERT_HEAD(&dirrem->dm_pagedep->pd_dirremhd,
2643                             prevdirrem, dm_next);
2644                 dirrem->dm_dirinum = dirrem->dm_pagedep->pd_ino;
2645                 FREE_LOCK(&lk);
2646                 handle_workitem_remove(dirrem);
2647         }
2648 }
2649
2650 /*
2651  * Allocate a new dirrem if appropriate and return it along with
2652  * its associated pagedep. Called without a lock, returns with lock.
2653  */
2654 static long num_dirrem;         /* number of dirrem allocated */
2655
2656 /*
2657  * Parameters:
2658  *      bp:             buffer containing directory block
2659  *      dp:             inode for the directory being modified
2660  *      ip:             inode for directory entry being removed
2661  *      isrmdir:        indicates if doing RMDIR
2662  *      prevdirremp:    previously referenced inode, if any
2663  */
2664 static struct dirrem *
2665 newdirrem(struct buf *bp, struct inode *dp, struct inode *ip,
2666           int isrmdir, struct dirrem **prevdirremp)
2667 {
2668         int offset;
2669         ufs_lbn_t lbn;
2670         struct diradd *dap;
2671         struct dirrem *dirrem;
2672         struct pagedep *pagedep;
2673
2674         /*
2675          * Whiteouts have no deletion dependencies.
2676          */
2677         if (ip == NULL)
2678                 panic("newdirrem: whiteout");
2679         /*
2680          * If we are over our limit, try to improve the situation.
2681          * Limiting the number of dirrem structures will also limit
2682          * the number of freefile and freeblks structures.
2683          */
2684         if (num_dirrem > max_softdeps / 2 && speedup_syncer() == 0)
2685                 (void) request_cleanup(FLUSH_REMOVE, 0);
2686         num_dirrem += 1;
2687         MALLOC(dirrem, struct dirrem *, sizeof(struct dirrem),
2688                 M_DIRREM, M_SOFTDEP_FLAGS);
2689         bzero(dirrem, sizeof(struct dirrem));
2690         dirrem->dm_list.wk_type = D_DIRREM;
2691         dirrem->dm_state = isrmdir ? RMDIR : 0;
2692         dirrem->dm_mnt = ITOV(ip)->v_mount;
2693         dirrem->dm_oldinum = ip->i_number;
2694         *prevdirremp = NULL;
2695
2696         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2697         lbn = lblkno(dp->i_fs, dp->i_offset);
2698         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2699         if (pagedep_lookup(dp, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
2700                 WORKLIST_INSERT(&bp->b_dep, &pagedep->pd_list);
2701         dirrem->dm_pagedep = pagedep;
2702         /*
2703          * Check for a diradd dependency for the same directory entry.
2704          * If present, then both dependencies become obsolete and can
2705          * be de-allocated. Check for an entry on both the pd_dirraddhd
2706          * list and the pd_pendinghd list.
2707          */
2708
2709         LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)], da_pdlist)
2710                 if (dap->da_offset == offset)
2711                         break;
2712         if (dap == NULL) {
2713
2714                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_pendinghd, da_pdlist)
2715                         if (dap->da_offset == offset)
2716                                 break;
2717                 if (dap == NULL)
2718                         return (dirrem);
2719         }
2720         /*
2721          * Must be ATTACHED at this point.
2722          */
2723         if ((dap->da_state & ATTACHED) == 0) {
2724                 FREE_LOCK(&lk);
2725                 panic("newdirrem: not ATTACHED");
2726         }
2727         if (dap->da_newinum != ip->i_number) {
2728                 FREE_LOCK(&lk);
2729                 panic("newdirrem: inum %"PRId64" should be %"PRId64,
2730                     ip->i_number, dap->da_newinum);
2731         }
2732         /*
2733          * If we are deleting a changed name that never made it to disk,
2734          * then return the dirrem describing the previous inode (which
2735          * represents the inode currently referenced from this entry on disk).
2736          */
2737         if ((dap->da_state & DIRCHG) != 0) {
2738                 *prevdirremp = dap->da_previous;
2739                 dap->da_state &= ~DIRCHG;
2740                 dap->da_pagedep = pagedep;
2741         }
2742         /*
2743          * We are deleting an entry that never made it to disk.
2744          * Mark it COMPLETE so we can delete its inode immediately.
2745          */
2746         dirrem->dm_state |= COMPLETE;
2747         free_diradd(dap);
2748         return (dirrem);
2749 }
2750
2751 /*
2752  * Directory entry change dependencies.
2753  *
2754  * Changing an existing directory entry requires that an add operation
2755  * be completed first followed by a deletion. The semantics for the addition
2756  * are identical to the description of adding a new entry above except
2757  * that the rollback is to the old inode number rather than zero. Once
2758  * the addition dependency is completed, the removal is done as described
2759  * in the removal routine above.
2760  */
2761
2762 /*
2763  * This routine should be called immediately after changing
2764  * a directory entry.  The inode's link count should not be
2765  * decremented by the calling procedure -- the soft updates
2766  * code will perform this task when it is safe.
2767  *
2768  * Parameters:
2769  *      bp:             buffer containing directory block
2770  *      dp:             inode for the directory being modified
2771  *      ip:             inode for directory entry being removed
2772  *      newinum:        new inode number for changed entry
2773  *      isrmdir:        indicates if doing RMDIR
2774  */
2775 void
2776 softdep_setup_directory_change(struct buf *bp, struct inode *dp,
2777                                struct inode *ip, ino_t newinum,
2778                                int isrmdir)
2779 {
2780         int offset;
2781         struct diradd *dap = NULL;
2782         struct dirrem *dirrem, *prevdirrem;
2783         struct pagedep *pagedep;
2784         struct inodedep *inodedep;
2785
2786         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2787
2788         /*
2789          * Whiteouts do not need diradd dependencies.
2790          */
2791         if (newinum != WINO) {
2792                 MALLOC(dap, struct diradd *, sizeof(struct diradd),
2793                     M_DIRADD, M_SOFTDEP_FLAGS);
2794                 bzero(dap, sizeof(struct diradd));
2795                 dap->da_list.wk_type = D_DIRADD;
2796                 dap->da_state = DIRCHG | ATTACHED | DEPCOMPLETE;
2797                 dap->da_offset = offset;
2798                 dap->da_newinum = newinum;
2799         }
2800
2801         /*
2802          * Allocate a new dirrem and ACQUIRE_LOCK.
2803          */
2804         dirrem = newdirrem(bp, dp, ip, isrmdir, &prevdirrem);
2805         pagedep = dirrem->dm_pagedep;
2806         /*
2807          * The possible values for isrmdir:
2808          *      0 - non-directory file rename
2809          *      1 - directory rename within same directory
2810          *   inum - directory rename to new directory of given inode number
2811          * When renaming to a new directory, we are both deleting and
2812          * creating a new directory entry, so the link count on the new
2813          * directory should not change. Thus we do not need the followup
2814          * dirrem which is usually done in handle_workitem_remove. We set
2815          * the DIRCHG flag to tell handle_workitem_remove to skip the
2816          * followup dirrem.
2817          */
2818         if (isrmdir > 1)
2819                 dirrem->dm_state |= DIRCHG;
2820
2821         /*
2822          * Whiteouts have no additional dependencies,
2823          * so just put the dirrem on the correct list.
2824          */
2825         if (newinum == WINO) {
2826                 if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2827                         LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_dirremhd, dirrem,
2828                             dm_next);
2829                 } else {
2830                         dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2831                         add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2832                 }
2833                 FREE_LOCK(&lk);
2834                 return;
2835         }
2836
2837         /*
2838          * If the COMPLETE flag is clear, then there were no active
2839          * entries and we want to roll back to the previous inode until
2840          * the new inode is committed to disk. If the COMPLETE flag is
2841          * set, then we have deleted an entry that never made it to disk.
2842          * If the entry we deleted resulted from a name change, then the old
2843          * inode reference still resides on disk. Any rollback that we do
2844          * needs to be to that old inode (returned to us in prevdirrem). If
2845          * the entry we deleted resulted from a create, then there is
2846          * no entry on the disk, so we want to roll back to zero rather
2847          * than the uncommitted inode. In either of the COMPLETE cases we
2848          * want to immediately free the unwritten and unreferenced inode.
2849          */
2850         if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2851                 dap->da_previous = dirrem;
2852         } else {
2853                 if (prevdirrem != NULL) {
2854                         dap->da_previous = prevdirrem;
2855                 } else {
2856                         dap->da_state &= ~DIRCHG;
2857                         dap->da_pagedep = pagedep;
2858                 }
2859                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2860                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2861         }
2862         /*
2863          * Link into its inodedep. Put it on the id_bufwait list if the inode
2864          * is not yet written. If it is written, do the post-inode write
2865          * processing to put it on the id_pendinghd list.
2866          */
2867         if (inodedep_lookup(dp->i_fs, newinum, DEPALLOC, &inodedep) == 0 ||
2868             (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
2869                 dap->da_state |= COMPLETE;
2870                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
2871                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_pendinghd, &dap->da_list);
2872         } else {
2873                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)],
2874                     dap, da_pdlist);
2875                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &dap->da_list);
2876         }
2877         FREE_LOCK(&lk);
2878 }
2879
2880 /*
2881  * Called whenever the link count on an inode is changed.
2882  * It creates an inode dependency so that the new reference(s)
2883  * to the inode cannot be committed to disk until the updated
2884  * inode has been written.
2885  *
2886  * Parameters:
2887  *      ip:     the inode with the increased link count
2888  */
2889 void
2890 softdep_change_linkcnt(struct inode *ip)
2891 {
2892         struct inodedep *inodedep;
2893
2894         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2895         (void) inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, DEPALLOC, &inodedep);
2896         if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2897                 FREE_LOCK(&lk);
2898                 panic("softdep_change_linkcnt: bad delta");
2899         }
2900         inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2901         FREE_LOCK(&lk);
2902 }
2903
2904 /*
2905  * This workitem decrements the inode's link count.
2906  * If the link count reaches zero, the file is removed.
2907  */
2908 static void
2909 handle_workitem_remove(struct dirrem *dirrem)
2910 {
2911         struct inodedep *inodedep;
2912         struct vnode *vp;
2913         struct inode *ip;
2914         ino_t oldinum;
2915         int error;
2916
2917         if ((error = VFS_VGET(dirrem->dm_mnt, dirrem->dm_oldinum, &vp)) != 0) {
2918                 softdep_error("handle_workitem_remove: vget", error);
2919                 return;
2920         }
2921         ip = VTOI(vp);
2922         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2923         if ((inodedep_lookup(ip->i_fs, dirrem->dm_oldinum, 0, &inodedep)) == 0){
2924                 FREE_LOCK(&lk);
2925                 panic("handle_workitem_remove: lost inodedep");
2926         }
2927         /*
2928          * Normal file deletion.
2929          */
2930         if ((dirrem->dm_state & RMDIR) == 0) {
2931                 ip->i_nlink--;
2932                 ip->i_flag |= IN_CHANGE;
2933                 if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2934                         FREE_LOCK(&lk);
2935                         panic("handle_workitem_remove: bad file delta");
2936                 }
2937                 inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2938                 FREE_LOCK(&lk);
2939                 vput(vp);
2940                 num_dirrem -= 1;
2941                 WORKITEM_FREE(dirrem, D_DIRREM);
2942                 return;
2943         }
2944         /*
2945          * Directory deletion. Decrement reference count for both the
2946          * just deleted parent directory entry and the reference for ".".
2947          * Next truncate the directory to length zero. When the
2948          * truncation completes, arrange to have the reference count on
2949          * the parent decremented to account for the loss of "..".
2950          */
2951         ip->i_nlink -= 2;
2952         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
2953         if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2954                 FREE_LOCK(&lk);
2955                 panic("handle_workitem_remove: bad dir delta");
2956         }
2957         inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2958         FREE_LOCK(&lk);
2959         if ((error = ffs_truncate(vp, (off_t)0, 0, proc0.p_ucred)) != 0)
2960                 softdep_error("handle_workitem_remove: truncate", error);
2961         /*
2962          * Rename a directory to a new parent. Since, we are both deleting
2963          * and creating a new directory entry, the link count on the new
2964          * directory should not change. Thus we skip the followup dirrem.
2965          */
2966         if (dirrem->dm_state & DIRCHG) {
2967                 vput(vp);
2968                 num_dirrem -= 1;
2969                 WORKITEM_FREE(dirrem, D_DIRREM);
2970                 return;
2971         }
2972         /*
2973          * If the inodedep does not exist, then the zero'ed inode has
2974          * been written to disk. If the allocated inode has never been
2975          * written to disk, then the on-disk inode is zero'ed. In either
2976          * case we can remove the file immediately.
2977          */
2978         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2979         dirrem->dm_state = 0;
2980         oldinum = dirrem->dm_oldinum;
2981         dirrem->dm_oldinum = dirrem->dm_dirinum;
2982         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, oldinum, 0, &inodedep) == 0 ||
2983             check_inode_unwritten(inodedep)) {
2984                 FREE_LOCK(&lk);
2985                 vput(vp);
2986                 handle_workitem_remove(dirrem);
2987                 return;
2988         }
2989         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_inowait, &dirrem->dm_list);
2990         FREE_LOCK(&lk);
2991         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
2992         ffs_update(vp, 0);
2993         vput(vp);
2994 }
2995
2996 /*
2997  * Inode de-allocation dependencies.
2998  *
2999  * When an inode's link count is reduced to zero, it can be de-allocated. We
3000  * found it convenient to postpone de-allocation until after the inode is
3001  * written to disk with its new link count (zero).  At this point, all of the
3002  * on-disk inode's block pointers are nullified and, with careful dependency
3003  * list ordering, all dependencies related to the inode will be satisfied and
3004  * the corresponding dependency structures de-allocated.  So, if/when the
3005  * inode is reused, there will be no mixing of old dependencies with new
3006  * ones.  This artificial dependency is set up by the block de-allocation
3007  * procedure above (softdep_setup_freeblocks) and completed by the
3008  * following procedure.
3009  */
3010 static void
3011 handle_workitem_freefile(struct freefile *freefile)
3012 {
3013         struct vnode vp;
3014         struct inode tip;
3015         struct inodedep *idp;
3016         int error;
3017
3018 #ifdef DEBUG
3019         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3020         error = inodedep_lookup(freefile->fx_fs, freefile->fx_oldinum, 0, &idp);
3021         FREE_LOCK(&lk);
3022         if (error)
3023                 panic("handle_workitem_freefile: inodedep survived");
3024 #endif
3025         tip.i_devvp = freefile->fx_devvp;
3026         tip.i_dev = freefile->fx_devvp->v_rdev;
3027         tip.i_fs = freefile->fx_fs;
3028         vp.v_data = &tip;
3029         if ((error = ffs_freefile(&vp, freefile->fx_oldinum, freefile->fx_mode)) != 0)
3030                 softdep_error("handle_workitem_freefile", error);
3031         WORKITEM_FREE(freefile, D_FREEFILE);
3032 }
3033
3034 /*
3035  * Helper function which unlinks marker element from work list and returns
3036  * the next element on the list.
3037  */
3038 static __inline struct worklist *
3039 markernext(struct worklist *marker)
3040 {
3041         struct worklist *next;
3042
3043         next = LIST_NEXT(marker, wk_list);
3044         LIST_REMOVE(marker, wk_list);
3045         return next;
3046 }
3047
3048 /*
3049  * Disk writes.
3050  *
3051  * The dependency structures constructed above are most actively used when file
3052  * system blocks are written to disk.  No constraints are placed on when a
3053  * block can be written, but unsatisfied update dependencies are made safe by
3054  * modifying (or replacing) the source memory for the duration of the disk
3055  * write.  When the disk write completes, the memory block is again brought
3056  * up-to-date.
3057  *
3058  * In-core inode structure reclamation.
3059  *
3060  * Because there are a finite number of "in-core" inode structures, they are
3061  * reused regularly.  By transferring all inode-related dependencies to the
3062  * in-memory inode block and indexing them separately (via "inodedep"s), we
3063  * can allow "in-core" inode structures to be reused at any time and avoid
3064  * any increase in contention.
3065  *
3066  * Called just before entering the device driver to initiate a new disk I/O.
3067  * The buffer must be locked, thus, no I/O completion operations can occur
3068  * while we are manipulating its associated dependencies.
3069  *
3070  * Parameters:
3071  *      bp:     structure describing disk write to occur
3072  */
3073 static void
3074 softdep_disk_io_initiation(struct buf *bp)
3075 {
3076         struct worklist *wk;
3077         struct worklist marker;
3078         struct indirdep *indirdep;
3079
3080         /*
3081          * We only care about write operations. There should never
3082          * be dependencies for reads.
3083          */
3084         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3085                 panic("softdep_disk_io_initiation: read");
3086
3087         marker.wk_type = D_LAST + 1;    /* Not a normal workitem */
3088
3089         /*
3090          * Do any necessary pre-I/O processing.
3091          */
3092         for (wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep); wk; wk = markernext(&marker)) {
3093                 LIST_INSERT_AFTER(wk, &marker, wk_list);
3094
3095                 switch (wk->wk_type) {
3096
3097                 case D_PAGEDEP:
3098                         initiate_write_filepage(WK_PAGEDEP(wk), bp);
3099                         continue;
3100
3101                 case D_INODEDEP:
3102                         initiate_write_inodeblock(WK_INODEDEP(wk), bp);
3103                         continue;
3104
3105                 case D_INDIRDEP:
3106                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
3107                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY)
3108                                 panic("disk_io_initiation: indirdep gone");
3109                         /*
3110                          * If there are no remaining dependencies, this
3111                          * will be writing the real pointers, so the
3112                          * dependency can be freed.
3113                          */
3114                         if (LIST_FIRST(&indirdep->ir_deplisthd) == NULL) {
3115                                 indirdep->ir_savebp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
3116                                 brelse(indirdep->ir_savebp);
3117                                 /* inline expand WORKLIST_REMOVE(wk); */
3118                                 wk->wk_state &= ~ONWORKLIST;
3119                                 LIST_REMOVE(wk, wk_list);
3120                                 WORKITEM_FREE(indirdep, D_INDIRDEP);
3121                                 continue;
3122                         }
3123                         /*
3124                          * Replace up-to-date version with safe version.
3125                          */
3126                         MALLOC(indirdep->ir_saveddata, caddr_t, bp->b_bcount,
3127                             M_INDIRDEP, M_SOFTDEP_FLAGS);
3128                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3129                         indirdep->ir_state &= ~ATTACHED;
3130                         indirdep->ir_state |= UNDONE;
3131                         bcopy(bp->b_data, indirdep->ir_saveddata, bp->b_bcount);
3132                         bcopy(indirdep->ir_savebp->b_data, bp->b_data,
3133                             bp->b_bcount);
3134                         FREE_LOCK(&lk);
3135                         continue;
3136
3137                 case D_MKDIR:
3138                 case D_BMSAFEMAP:
3139                 case D_ALLOCDIRECT:
3140                 case D_ALLOCINDIR:
3141                         continue;
3142
3143                 default:
3144                         panic("handle_disk_io_initiation: Unexpected type %s",
3145                             TYPENAME(wk->wk_type));
3146                         /* NOTREACHED */
3147                 }
3148         }
3149 }
3150
3151 /*
3152  * Called from within the procedure above to deal with unsatisfied
3153  * allocation dependencies in a directory. The buffer must be locked,
3154  * thus, no I/O completion operations can occur while we are
3155  * manipulating its associated dependencies.
3156  */
3157 static void
3158 initiate_write_filepage(struct pagedep *pagedep, struct buf *bp)
3159 {
3160         struct diradd *dap;
3161         struct direct *ep;
3162         int i;
3163
3164         if (pagedep->pd_state & IOSTARTED) {
3165                 /*
3166                  * This can only happen if there is a driver that does not
3167                  * understand chaining. Here biodone will reissue the call
3168                  * to strategy for the incomplete buffers.
3169                  */
3170                 kprintf("initiate_write_filepage: already started\n");
3171                 return;
3172         }
3173         pagedep->pd_state |= IOSTARTED;
3174         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3175         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
3176                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[i], da_pdlist) {
3177                         ep = (struct direct *)
3178                             ((char *)bp->b_data + dap->da_offset);
3179                         if (ep->d_ino != dap->da_newinum) {
3180                                 FREE_LOCK(&lk);
3181                                 panic("%s: dir inum %d != new %"PRId64,
3182                                     "initiate_write_filepage",
3183                                     ep->d_ino, dap->da_newinum);
3184                         }
3185                         if (dap->da_state & DIRCHG)
3186                                 ep->d_ino = dap->da_previous->dm_oldinum;
3187                         else
3188                                 ep->d_ino = 0;
3189                         dap->da_state &= ~ATTACHED;
3190                         dap->da_state |= UNDONE;
3191                 }
3192         }
3193         FREE_LOCK(&lk);
3194 }
3195
3196 /*
3197  * Called from within the procedure above to deal with unsatisfied
3198  * allocation dependencies in an inodeblock. The buffer must be
3199  * locked, thus, no I/O completion operations can occur while we
3200  * are manipulating its associated dependencies.
3201  *
3202  * Parameters:
3203  *      bp:     The inode block
3204  */
3205 static void
3206 initiate_write_inodeblock(struct inodedep *inodedep, struct buf *bp)
3207 {
3208         struct allocdirect *adp, *lastadp;
3209         struct ufs1_dinode *dp;
3210         struct ufs1_dinode *sip;
3211         struct fs *fs;
3212         ufs_lbn_t prevlbn = 0;
3213         int i, deplist;
3214
3215         if (inodedep->id_state & IOSTARTED)
3216                 panic("initiate_write_inodeblock: already started");
3217         inodedep->id_state |= IOSTARTED;
3218         fs = inodedep->id_fs;
3219         dp = (struct ufs1_dinode *)bp->b_data +
3220             ino_to_fsbo(fs, inodedep->id_ino);
3221         /*
3222          * If the bitmap is not yet written, then the allocated
3223          * inode cannot be written to disk.
3224          */
3225         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) == 0) {
3226                 if (inodedep->id_savedino != NULL)
3227                         panic("initiate_write_inodeblock: already doing I/O");
3228                 MALLOC(sip, struct ufs1_dinode *,
3229                     sizeof(struct ufs1_dinode), M_INODEDEP, M_SOFTDEP_FLAGS);
3230                 inodedep->id_savedino = sip;
3231                 *inodedep->id_savedino = *dp;
3232                 bzero((caddr_t)dp, sizeof(struct ufs1_dinode));
3233                 dp->di_gen = inodedep->id_savedino->di_gen;
3234                 return;
3235         }
3236         /*
3237          * If no dependencies, then there is nothing to roll back.
3238          */
3239         inodedep->id_savedsize = dp->di_size;
3240         if (TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) == NULL)
3241                 return;
3242         /*
3243          * Set the dependencies to busy.
3244          */
3245         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3246         for (deplist = 0, adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp;
3247              adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next)) {
3248 #ifdef DIAGNOSTIC
3249                 if (deplist != 0 && prevlbn >= adp->ad_lbn) {
3250                         FREE_LOCK(&lk);
3251                         panic("softdep_write_inodeblock: lbn order");
3252                 }
3253                 prevlbn = adp->ad_lbn;
3254                 if (adp->ad_lbn < NDADDR &&
3255                     dp->di_db[adp->ad_lbn] != adp->ad_newblkno) {
3256                         FREE_LOCK(&lk);
3257                         panic("%s: direct pointer #%ld mismatch %d != %d",
3258                             "softdep_write_inodeblock", adp->ad_lbn,
3259                             dp->di_db[adp->ad_lbn], adp->ad_newblkno);
3260                 }
3261                 if (adp->ad_lbn >= NDADDR &&
3262                     dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] != adp->ad_newblkno) {
3263                         FREE_LOCK(&lk);
3264                         panic("%s: indirect pointer #%ld mismatch %d != %d",
3265                             "softdep_write_inodeblock", adp->ad_lbn - NDADDR,
3266                             dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR], adp->ad_newblkno);
3267                 }
3268                 deplist |= 1 << adp->ad_lbn;
3269                 if ((adp->ad_state & ATTACHED) == 0) {
3270                         FREE_LOCK(&lk);
3271                         panic("softdep_write_inodeblock: Unknown state 0x%x",
3272                             adp->ad_state);
3273                 }
3274 #endif /* DIAGNOSTIC */
3275                 adp->ad_state &= ~ATTACHED;
3276                 adp->ad_state |= UNDONE;
3277         }
3278         /*
3279          * The on-disk inode cannot claim to be any larger than the last
3280          * fragment that has been written. Otherwise, the on-disk inode
3281          * might have fragments that were not the last block in the file
3282          * which would corrupt the filesystem.
3283          */
3284         for (lastadp = NULL, adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp;
3285              lastadp = adp, adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next)) {
3286                 if (adp->ad_lbn >= NDADDR)
3287                         break;
3288                 dp->di_db[adp->ad_lbn] = adp->ad_oldblkno;
3289                 /* keep going until hitting a rollback to a frag */
3290                 if (adp->ad_oldsize == 0 || adp->ad_oldsize == fs->fs_bsize)
3291                         continue;
3292                 dp->di_size = fs->fs_bsize * adp->ad_lbn + adp->ad_oldsize;
3293                 for (i = adp->ad_lbn + 1; i < NDADDR; i++) {
3294 #ifdef DIAGNOSTIC
3295                         if (dp->di_db[i] != 0 && (deplist & (1 << i)) == 0) {
3296                                 FREE_LOCK(&lk);
3297                                 panic("softdep_write_inodeblock: lost dep1");
3298                         }
3299 #endif /* DIAGNOSTIC */
3300                         dp->di_db[i] = 0;
3301                 }
3302                 for (i = 0; i < NIADDR; i++) {
3303 #ifdef DIAGNOSTIC
3304                         if (dp->di_ib[i] != 0 &&
3305                             (deplist & ((1 << NDADDR) << i)) == 0) {
3306                                 FREE_LOCK(&lk);
3307                                 panic("softdep_write_inodeblock: lost dep2");
3308                         }
3309 #endif /* DIAGNOSTIC */
3310                         dp->di_ib[i] = 0;
3311                 }
3312                 FREE_LOCK(&lk);
3313                 return;
3314         }
3315         /*
3316          * If we have zero'ed out the last allocated block of the file,
3317          * roll back the size to the last currently allocated block.
3318          * We know that this last allocated block is a full-sized as
3319          * we already checked for fragments in the loop above.
3320          */
3321         if (lastadp != NULL &&
3322             dp->di_size <= (lastadp->ad_lbn + 1) * fs->fs_bsize) {
3323                 for (i = lastadp->ad_lbn; i >= 0; i--)
3324                         if (dp->di_db[i] != 0)
3325                                 break;
3326                 dp->di_size = (i + 1) * fs->fs_bsize;
3327         }
3328         /*
3329          * The only dependencies are for indirect blocks.
3330          *
3331          * The file size for indirect block additions is not guaranteed.
3332          * Such a guarantee would be non-trivial to achieve. The conventional
3333          * synchronous write implementation also does not make this guarantee.
3334          * Fsck should catch and fix discrepancies. Arguably, the file size
3335          * can be over-estimated without destroying integrity when the file
3336          * moves into the indirect blocks (i.e., is large). If we want to
3337          * postpone fsck, we are stuck with this argument.
3338          */
3339         for (; adp; adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next))
3340                 dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] = 0;
3341         FREE_LOCK(&lk);
3342 }
3343
3344 /*
3345  * This routine is called during the completion interrupt
3346  * service routine for a disk write (from the procedure called
3347  * by the device driver to inform the filesystem caches of
3348  * a request completion).  It should be called early in this
3349  * procedure, before the block is made available to other
3350  * processes or other routines are called.
3351  *
3352  * Parameters:
3353  *      bp:     describes the completed disk write
3354  */
3355 static void
3356 softdep_disk_write_complete(struct buf *bp)
3357 {
3358         struct worklist *wk;
3359         struct workhead reattach;
3360         struct newblk *newblk;
3361         struct allocindir *aip;
3362         struct allocdirect *adp;
3363         struct indirdep *indirdep;
3364         struct inodedep *inodedep;
3365         struct bmsafemap *bmsafemap;
3366
3367 #ifdef DEBUG
3368         if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
3369                 panic("softdep_disk_write_complete: lock is held");
3370         lk.lkt_held = SPECIAL_FLAG;
3371 #endif
3372         LIST_INIT(&reattach);
3373         while ((wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
3374                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3375                 switch (wk->wk_type) {
3376
3377                 case D_PAGEDEP:
3378                         if (handle_written_filepage(WK_PAGEDEP(wk), bp))
3379                                 WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3380                         continue;
3381
3382                 case D_INODEDEP:
3383                         if (handle_written_inodeblock(WK_INODEDEP(wk), bp))
3384                                 WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3385                         continue;
3386
3387                 case D_BMSAFEMAP:
3388                         bmsafemap = WK_BMSAFEMAP(wk);
3389                         while ((newblk = LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_newblkhd))) {
3390                                 newblk->nb_state |= DEPCOMPLETE;
3391                                 newblk->nb_bmsafemap = NULL;
3392                                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
3393                         }
3394                         while ((adp =
3395                            LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_allocdirecthd))) {
3396                                 adp->ad_state |= DEPCOMPLETE;
3397                                 adp->ad_buf = NULL;
3398                                 LIST_REMOVE(adp, ad_deps);
3399                                 handle_allocdirect_partdone(adp);
3400                         }
3401                         while ((aip =
3402                             LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_allocindirhd))) {
3403                                 aip->ai_state |= DEPCOMPLETE;
3404                                 aip->ai_buf = NULL;
3405                                 LIST_REMOVE(aip, ai_deps);
3406                                 handle_allocindir_partdone(aip);
3407                         }
3408                         while ((inodedep =
3409                              LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_inodedephd)) != NULL) {
3410                                 inodedep->id_state |= DEPCOMPLETE;
3411                                 LIST_REMOVE(inodedep, id_deps);
3412                                 inodedep->id_buf = NULL;
3413                         }
3414                         WORKITEM_FREE(bmsafemap, D_BMSAFEMAP);
3415                         continue;
3416
3417                 case D_MKDIR:
3418                         handle_written_mkdir(WK_MKDIR(wk), MKDIR_BODY);
3419                         continue;
3420
3421                 case D_ALLOCDIRECT:
3422                         adp = WK_ALLOCDIRECT(wk);
3423                         adp->ad_state |= COMPLETE;
3424                         handle_allocdirect_partdone(adp);
3425                         continue;
3426
3427                 case D_ALLOCINDIR:
3428                         aip = WK_ALLOCINDIR(wk);
3429                         aip->ai_state |= COMPLETE;
3430                         handle_allocindir_partdone(aip);
3431                         continue;
3432
3433                 case D_INDIRDEP:
3434                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
3435                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) {
3436                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3437                                 panic("disk_write_complete: indirdep gone");
3438                         }
3439                         bcopy(indirdep->ir_saveddata, bp->b_data, bp->b_bcount);
3440                         FREE(indirdep->ir_saveddata, M_INDIRDEP);
3441                         indirdep->ir_saveddata = 0;
3442                         indirdep->ir_state &= ~UNDONE;
3443                         indirdep->ir_state |= ATTACHED;
3444                         while ((aip = LIST_FIRST(&indirdep->ir_donehd)) != 0) {
3445                                 handle_allocindir_partdone(aip);
3446                                 if (aip == LIST_FIRST(&indirdep->ir_donehd)) {
3447                                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3448                                         panic("disk_write_complete: not gone");
3449                                 }
3450                         }
3451                         WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3452                         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3453                                 stat_indir_blk_ptrs++;
3454                         bdirty(bp);
3455                         continue;
3456
3457                 default:
3458                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3459                         panic("handle_disk_write_complete: Unknown type %s",
3460                             TYPENAME(wk->wk_type));
3461                         /* NOTREACHED */
3462                 }
3463         }
3464         /*
3465          * Reattach any requests that must be redone.
3466          */
3467         while ((wk = LIST_FIRST(&reattach)) != NULL) {
3468                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3469                 WORKLIST_INSERT(&bp->b_dep, wk);
3470         }
3471 #ifdef DEBUG
3472         if (lk.lkt_held != SPECIAL_FLAG)
3473                 panic("softdep_disk_write_complete: lock lost");
3474         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3475 #endif
3476 }
3477
3478 /*
3479  * Called from within softdep_disk_write_complete above. Note that
3480  * this routine is always called from interrupt level with further
3481  * splbio interrupts blocked.
3482  *
3483  * Parameters:
3484  *      adp:    the completed allocdirect
3485  */
3486 static void
3487 handle_allocdirect_partdone(struct allocdirect *adp)
3488 {
3489         struct allocdirect *listadp;
3490         struct inodedep *inodedep;
3491         long bsize;
3492
3493         if ((adp->ad_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3494                 return;
3495         if (adp->ad_buf != NULL) {
3496                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3497                 panic("handle_allocdirect_partdone: dangling dep");
3498         }
3499         /*
3500          * The on-disk inode cannot claim to be any larger than the last
3501          * fragment that has been written. Otherwise, the on-disk inode
3502          * might have fragments that were not the last block in the file
3503          * which would corrupt the filesystem. Thus, we cannot free any
3504          * allocdirects after one whose ad_oldblkno claims a fragment as
3505          * these blocks must be rolled back to zero before writing the inode.
3506          * We check the currently active set of allocdirects in id_inoupdt.
3507          */
3508         inodedep = adp->ad_inodedep;
3509         bsize = inodedep->id_fs->fs_bsize;
3510         TAILQ_FOREACH(listadp, &inodedep->id_inoupdt, ad_next) {
3511                 /* found our block */
3512                 if (listadp == adp)
3513                         break;
3514                 /* continue if ad_oldlbn is not a fragment */
3515                 if (listadp->ad_oldsize == 0 ||
3516                     listadp->ad_oldsize == bsize)
3517                         continue;
3518                 /* hit a fragment */
3519                 return;
3520         }
3521         /*
3522          * If we have reached the end of the current list without
3523          * finding the just finished dependency, then it must be
3524          * on the future dependency list. Future dependencies cannot
3525          * be freed until they are moved to the current list.
3526          */
3527         if (listadp == NULL) {
3528 #ifdef DEBUG
3529                 TAILQ_FOREACH(listadp, &inodedep->id_newinoupdt, ad_next)
3530                         /* found our block */
3531                         if (listadp == adp)
3532                                 break;
3533                 if (listadp == NULL) {
3534                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3535                         panic("handle_allocdirect_partdone: lost dep");
3536                 }
3537 #endif /* DEBUG */
3538                 return;
3539         }
3540         /*
3541          * If we have found the just finished dependency, then free
3542          * it along with anything that follows it that is complete.
3543          */
3544         for (; adp; adp = listadp) {
3545                 listadp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next);
3546                 if ((adp->ad_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3547                         return;
3548                 free_allocdirect(&inodedep->id_inoupdt, adp, 1);
3549         }
3550 }
3551
3552 /*
3553  * Called from within softdep_disk_write_complete above. Note that
3554  * this routine is always called from interrupt level with further
3555  * splbio interrupts blocked.
3556  *
3557  * Parameters:
3558  *      aip:    the completed allocindir
3559  */
3560 static void
3561 handle_allocindir_partdone(struct allocindir *aip)
3562 {
3563         struct indirdep *indirdep;
3564
3565         if ((aip->ai_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3566                 return;
3567         if (aip->ai_buf != NULL) {
3568                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3569                 panic("handle_allocindir_partdone: dangling dependency");
3570         }
3571         indirdep = aip->ai_indirdep;
3572         if (indirdep->ir_state & UNDONE) {
3573                 LIST_REMOVE(aip, ai_next);
3574                 LIST_INSERT_HEAD(&indirdep->ir_donehd, aip, ai_next);
3575                 return;
3576         }
3577         ((ufs_daddr_t *)indirdep->ir_savebp->b_data)[aip->ai_offset] =
3578             aip->ai_newblkno;
3579         LIST_REMOVE(aip, ai_next);
3580         if (aip->ai_freefrag != NULL)
3581                 add_to_worklist(&aip->ai_freefrag->ff_list);
3582         WORKITEM_FREE(aip, D_ALLOCINDIR);
3583 }
3584
3585 /*
3586  * Called from within softdep_disk_write_complete above to restore
3587  * in-memory inode block contents to their most up-to-date state. Note
3588  * that this routine is always called from interrupt level with further
3589  * splbio interrupts blocked.
3590  *
3591  * Parameters:
3592  *      bp:     buffer containing the inode block
3593  */
3594 static int
3595 handle_written_inodeblock(struct inodedep *inodedep, struct buf *bp)
3596 {
3597         struct worklist *wk, *filefree;
3598         struct allocdirect *adp, *nextadp;
3599         struct ufs1_dinode *dp;
3600         int hadchanges;
3601
3602         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) == 0) {
3603                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3604                 panic("handle_written_inodeblock: not started");
3605         }
3606         inodedep->id_state &= ~IOSTARTED;
3607         dp = (struct ufs1_dinode *)bp->b_data +
3608             ino_to_fsbo(inodedep->id_fs, inodedep->id_ino);
3609         /*
3610          * If we had to rollback the inode allocation because of
3611          * bitmaps being incomplete, then simply restore it.
3612          * Keep the block dirty so that it will not be reclaimed until
3613          * all associated dependencies have been cleared and the
3614          * corresponding updates written to disk.
3615          */
3616         if (inodedep->id_savedino != NULL) {
3617                 *dp = *inodedep->id_savedino;
3618                 FREE(inodedep->id_savedino, M_INODEDEP);
3619                 inodedep->id_savedino = NULL;
3620                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3621                         stat_inode_bitmap++;
3622                 bdirty(bp);
3623                 return (1);
3624         }
3625         inodedep->id_state |= COMPLETE;
3626         /*
3627          * Roll forward anything that had to be rolled back before
3628          * the inode could be updated.
3629          */
3630         hadchanges = 0;
3631         for (adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp; adp = nextadp) {
3632                 nextadp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next);
3633                 if (adp->ad_state & ATTACHED) {
3634                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3635                         panic("handle_written_inodeblock: new entry");
3636                 }
3637                 if (adp->ad_lbn < NDADDR) {
3638                         if (dp->di_db[adp->ad_lbn] != adp->ad_oldblkno) {
3639                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3640                                 panic("%s: %s #%ld mismatch %d != %d",
3641                                     "handle_written_inodeblock",
3642                                     "direct pointer", adp->ad_lbn,
3643                                     dp->di_db[adp->ad_lbn], adp->ad_oldblkno);
3644                         }
3645                         dp->di_db[adp->ad_lbn] = adp->ad_newblkno;
3646                 } else {
3647                         if (dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] != 0) {
3648                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3649                                 panic("%s: %s #%ld allocated as %d",
3650                                     "handle_written_inodeblock",
3651                                     "indirect pointer", adp->ad_lbn - NDADDR,
3652                                     dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR]);
3653                         }
3654                         dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] = adp->ad_newblkno;
3655                 }
3656                 adp->ad_state &= ~UNDONE;
3657                 adp->ad_state |= ATTACHED;
3658                 hadchanges = 1;
3659         }
3660         if (hadchanges && (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3661                 stat_direct_blk_ptrs++;
3662         /*
3663          * Reset the file size to its most up-to-date value.
3664          */
3665         if (inodedep->id_savedsize == -1) {
3666                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3667                 panic("handle_written_inodeblock: bad size");
3668         }
3669         if (dp->di_size != inodedep->id_savedsize) {
3670                 dp->di_size = inodedep->id_savedsize;
3671                 hadchanges = 1;
3672         }
3673         inodedep->id_savedsize = -1;
3674         /*
3675          * If there were any rollbacks in the inode block, then it must be
3676          * marked dirty so that its will eventually get written back in
3677          * its correct form.
3678          */
3679         if (hadchanges)
3680                 bdirty(bp);
3681         /*
3682          * Process any allocdirects that completed during the update.
3683          */
3684         if ((adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt)) != NULL)
3685                 handle_allocdirect_partdone(adp);
3686         /*
3687          * Process deallocations that were held pending until the
3688          * inode had been written to disk. Freeing of the inode
3689          * is delayed until after all blocks have been freed to
3690          * avoid creation of new <vfsid, inum, lbn> triples
3691          * before the old ones have been deleted.
3692          */
3693         filefree = NULL;
3694         while ((wk = LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait)) != NULL) {
3695                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3696                 switch (wk->wk_type) {
3697
3698                 case D_FREEFILE:
3699                         /*
3700                          * We defer adding filefree to the worklist until
3701                          * all other additions have been made to ensure
3702                          * that it will be done after all the old blocks
3703                          * have been freed.
3704                          */
3705                         if (filefree != NULL) {
3706                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3707                                 panic("handle_written_inodeblock: filefree");
3708                         }
3709                         filefree = wk;
3710                         continue;
3711
3712                 case D_MKDIR:
3713                         handle_written_mkdir(WK_MKDIR(wk), MKDIR_PARENT);
3714                         continue;
3715
3716                 case D_DIRADD:
3717                         diradd_inode_written(WK_DIRADD(wk), inodedep);
3718                         continue;
3719
3720                 case D_FREEBLKS:
3721                         wk->wk_state |= COMPLETE;
3722                         if ((wk->wk_state  & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3723                                 continue;
3724                         /* -- fall through -- */
3725                 case D_FREEFRAG:
3726                 case D_DIRREM:
3727                         add_to_worklist(wk);
3728                         continue;
3729
3730                 default:
3731                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3732                         panic("handle_written_inodeblock: Unknown type %s",
3733                             TYPENAME(wk->wk_type));
3734                         /* NOTREACHED */
3735                 }
3736         }
3737         if (filefree != NULL) {
3738                 if (free_inodedep(inodedep) == 0) {
3739                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3740                         panic("handle_written_inodeblock: live inodedep");
3741                 }
3742                 add_to_worklist(filefree);
3743                 return (0);
3744         }
3745
3746         /*
3747          * If no outstanding dependencies, free it.
3748          */
3749         if (free_inodedep(inodedep) || TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) == 0)
3750                 return (0);
3751         return (hadchanges);
3752 }
3753
3754 /*
3755  * Process a diradd entry after its dependent inode has been written.
3756  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
3757  */
3758 static void
3759 diradd_inode_written(struct diradd *dap, struct inodedep *inodedep)
3760 {
3761         struct pagedep *pagedep;
3762
3763         dap->da_state |= COMPLETE;
3764         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3765                 if (dap->da_state & DIRCHG)
3766                         pagedep = dap->da_previous->dm_pagedep;
3767                 else
3768                         pagedep = dap->da_pagedep;
3769                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3770                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
3771         }
3772         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_pendinghd, &dap->da_list);
3773 }
3774
3775 /*
3776  * Handle the completion of a mkdir dependency.
3777  */
3778 static void
3779 handle_written_mkdir(struct mkdir *mkdir, int type)
3780 {
3781         struct diradd *dap;
3782         struct pagedep *pagedep;
3783
3784         if (mkdir->md_state != type) {
3785                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3786                 panic("handle_written_mkdir: bad type");
3787         }
3788         dap = mkdir->md_diradd;
3789         dap->da_state &= ~type;
3790         if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) == 0)
3791                 dap->da_state |= DEPCOMPLETE;
3792         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3793                 if (dap->da_state & DIRCHG)
3794                         pagedep = dap->da_previous->dm_pagedep;
3795                 else
3796                         pagedep = dap->da_pagedep;
3797                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3798                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
3799         }
3800         LIST_REMOVE(mkdir, md_mkdirs);
3801         WORKITEM_FREE(mkdir, D_MKDIR);
3802 }
3803
3804 /*
3805  * Called from within softdep_disk_write_complete above.
3806  * A write operation was just completed. Removed inodes can
3807  * now be freed and associated block pointers may be committed.
3808  * Note that this routine is always called from interrupt level
3809  * with further splbio interrupts blocked.
3810  *
3811  * Parameters:
3812  *      bp:     buffer containing the written page
3813  */
3814 static int
3815 handle_written_filepage(struct pagedep *pagedep, struct buf *bp)
3816 {
3817         struct dirrem *dirrem;
3818         struct diradd *dap, *nextdap;
3819         struct direct *ep;
3820         int i, chgs;
3821
3822         if ((pagedep->pd_state & IOSTARTED) == 0) {
3823                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3824                 panic("handle_written_filepage: not started");
3825         }
3826         pagedep->pd_state &= ~IOSTARTED;
3827         /*
3828          * Process any directory removals that have been committed.
3829          */
3830         while ((dirrem = LIST_FIRST(&pagedep->pd_dirremhd)) != NULL) {
3831                 LIST_REMOVE(dirrem, dm_next);
3832                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
3833                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
3834         }
3835         /*
3836          * Free any directory additions that have been committed.
3837          */
3838         while ((dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd)) != NULL)
3839                 free_diradd(dap);
3840         /*
3841          * Uncommitted directory entries must be restored.
3842          */
3843         for (chgs = 0, i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
3844                 for (dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i]); dap;
3845                      dap = nextdap) {
3846                         nextdap = LIST_NEXT(dap, da_pdlist);
3847                         if (dap->da_state & ATTACHED) {
3848                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3849                                 panic("handle_written_filepage: attached");
3850                         }
3851                         ep = (struct direct *)
3852                             ((char *)bp->b_data + dap->da_offset);
3853                         ep->d_ino = dap->da_newinum;
3854                         dap->da_state &= ~UNDONE;
3855                         dap->da_state |= ATTACHED;
3856                         chgs = 1;
3857                         /*
3858                          * If the inode referenced by the directory has
3859                          * been written out, then the dependency can be
3860                          * moved to the pending list.
3861                          */
3862                         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3863                                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3864                                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap,
3865                                     da_pdlist);
3866                         }
3867                 }
3868         }
3869         /*
3870          * If there were any rollbacks in the directory, then it must be
3871          * marked dirty so that its will eventually get written back in
3872          * its correct form.
3873          */
3874         if (chgs) {
3875                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3876                         stat_dir_entry++;
3877                 bdirty(bp);
3878         }
3879         /*
3880          * If no dependencies remain, the pagedep will be freed.
3881          * Otherwise it will remain to update the page before it
3882          * is written back to disk.
3883          */
3884         if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd) == 0) {
3885                 for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
3886                         if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i]) != NULL)
3887                                 break;
3888                 if (i == DAHASHSZ) {
3889                         LIST_REMOVE(pagedep, pd_hash);
3890                         WORKITEM_FREE(pagedep, D_PAGEDEP);
3891                         return (0);
3892                 }
3893         }
3894         return (1);
3895 }
3896
3897 /*
3898  * Writing back in-core inode structures.
3899  *
3900  * The filesystem only accesses an inode's contents when it occupies an
3901  * "in-core" inode structure.  These "in-core" structures are separate from
3902  * the page frames used to cache inode blocks.  Only the latter are
3903  * transferred to/from the disk.  So, when the updated contents of the
3904  * "in-core" inode structure are copied to the corresponding in-memory inode
3905  * block, the dependencies are also transferred.  The following procedure is
3906  * called when copying a dirty "in-core" inode to a cached inode block.
3907  */
3908
3909 /*
3910  * Called when an inode is loaded from disk. If the effective link count
3911  * differed from the actual link count when it was last flushed, then we
3912  * need to ensure that the correct effective link count is put back.
3913  *
3914  * Parameters:
3915  *      ip:     the "in_core" copy of the inode
3916  */
3917 void
3918 softdep_load_inodeblock(struct inode *ip)
3919 {
3920         struct inodedep *inodedep;
3921
3922         /*
3923          * Check for alternate nlink count.
3924          */
3925         ip->i_effnlink = ip->i_nlink;
3926         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3927         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, 0, &inodedep) == 0) {
3928                 FREE_LOCK(&lk);
3929                 return;
3930         }
3931         ip->i_effnlink -= inodedep->id_nlinkdelta;
3932         FREE_LOCK(&lk);
3933 }
3934
3935 /*
3936  * This routine is called just before the "in-core" inode
3937  * information is to be copied to the in-memory inode block.
3938  * Recall that an inode block contains several inodes. If
3939  * the force flag is set, then the dependencies will be
3940  * cleared so that the update can always be made. Note that
3941  * the buffer is locked when this routine is called, so we
3942  * will never be in the middle of writing the inode block
3943  * to disk.
3944  *
3945  * Parameters:
3946  *      ip:             the "in_core" copy of the inode
3947  *      bp:             the buffer containing the inode block
3948  *      waitfor:        nonzero => update must be allowed
3949  */
3950 void
3951 softdep_update_inodeblock(struct inode *ip, struct buf *bp,
3952                           int waitfor)
3953 {
3954         struct inodedep *inodedep;
3955         struct worklist *wk;
3956         int error, gotit;
3957
3958         /*
3959          * If the effective link count is not equal to the actual link
3960          * count, then we must track the difference in an inodedep while
3961          * the inode is (potentially) tossed out of the cache. Otherwise,
3962          * if there is no existing inodedep, then there are no dependencies
3963          * to track.
3964          */
3965         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3966         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, 0, &inodedep) == 0) {
3967                 FREE_LOCK(&lk);
3968                 if (ip->i_effnlink != ip->i_nlink)
3969                         panic("softdep_update_inodeblock: bad link count");
3970                 return;
3971         }
3972         if (inodedep->id_nlinkdelta != ip->i_nlink - ip->i_effnlink) {
3973                 FREE_LOCK(&lk);
3974                 panic("softdep_update_inodeblock: bad delta");
3975         }
3976         /*
3977          * Changes have been initiated. Anything depending on these
3978          * changes cannot occur until this inode has been written.
3979          */
3980         inodedep->id_state &= ~COMPLETE;
3981         if ((inodedep->id_state & ONWORKLIST) == 0)
3982                 WORKLIST_INSERT(&bp->b_dep, &inodedep->id_list);
3983         /*
3984          * Any new dependencies associated with the incore inode must
3985          * now be moved to the list associated with the buffer holding
3986          * the in-memory copy of the inode. Once merged process any
3987          * allocdirects that are completed by the merger.
3988          */
3989         merge_inode_lists(inodedep);
3990         if (TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL)
3991                 handle_allocdirect_partdone(TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt));
3992         /*
3993          * Now that the inode has been pushed into the buffer, the
3994          * operations dependent on the inode being written to disk
3995          * can be moved to the id_bufwait so that they will be
3996          * processed when the buffer I/O completes.
3997          */
3998         while ((wk = LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait)) != NULL) {
3999                 WORKLIST_REMOVE(wk);
4000                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, wk);
4001         }
4002         /*
4003          * Newly allocated inodes cannot be written until the bitmap
4004          * that allocates them have been written (indicated by
4005          * DEPCOMPLETE being set in id_state). If we are doing a
4006          * forced sync (e.g., an fsync on a file), we force the bitmap
4007          * to be written so that the update can be done.
4008          */
4009         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) != 0 || waitfor == 0) {
4010                 FREE_LOCK(&lk);
4011                 return;
4012         }
4013         gotit = getdirtybuf(&inodedep->id_buf, MNT_WAIT);
4014         FREE_LOCK(&lk);
4015         if (gotit &&
4016             (error = bwrite(inodedep->id_buf)) != 0)
4017                 softdep_error("softdep_update_inodeblock: bwrite", error);
4018 }
4019
4020 /*
4021  * Merge the new inode dependency list (id_newinoupdt) into the old
4022  * inode dependency list (id_inoupdt). This routine must be called
4023  * with splbio interrupts blocked.
4024  */
4025 static void
4026 merge_inode_lists(struct inodedep *inodedep)
4027 {
4028         struct allocdirect *listadp, *newadp;
4029
4030         newadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt);
4031         for (listadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); listadp && newadp;) {
4032                 if (listadp->ad_lbn < newadp->ad_lbn) {
4033                         listadp = TAILQ_NEXT(listadp, ad_next);
4034                         continue;
4035                 }
4036                 TAILQ_REMOVE(&inodedep->id_newinoupdt, newadp, ad_next);
4037                 TAILQ_INSERT_BEFORE(listadp, newadp, ad_next);
4038                 if (listadp->ad_lbn == newadp->ad_lbn) {
4039                         allocdirect_merge(&inodedep->id_inoupdt, newadp,
4040                             listadp);
4041                         listadp = newadp;
4042                 }
4043                 newadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt);
4044         }
4045         while ((newadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt)) != NULL) {
4046                 TAILQ_REMOVE(&inodedep->id_newinoupdt, newadp, ad_next);
4047                 TAILQ_INSERT_TAIL(&inodedep->id_inoupdt, newadp, ad_next);
4048         }
4049 }
4050
4051 /*
4052  * If we are doing an fsync, then we must ensure that any directory
4053  * entries for the inode have been written after the inode gets to disk.
4054  *
4055  * Parameters:
4056  *      vp:     the "in_core" copy of the inode
4057  */
4058 static int
4059 softdep_fsync(struct vnode *vp)
4060 {
4061         struct inodedep *inodedep;
4062         struct pagedep *pagedep;
4063         struct worklist *wk;
4064         struct diradd *dap;
4065         struct mount *mnt;
4066         struct vnode *pvp;
4067         struct inode *ip;
4068         struct buf *bp;
4069         struct fs *fs;
4070         int error, flushparent;
4071         ino_t parentino;
4072         ufs_lbn_t lbn;
4073
4074         ip = VTOI(vp);
4075         fs = ip->i_fs;
4076         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4077         if (inodedep_lookup(fs, ip->i_number, 0, &inodedep) == 0) {
4078                 FREE_LOCK(&lk);
4079                 return (0);
4080         }
4081         if (LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait) != NULL ||
4082             LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait) != NULL ||
4083             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL ||
4084             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt) != NULL) {
4085                 FREE_LOCK(&lk);
4086                 panic("softdep_fsync: pending ops");
4087         }
4088         for (error = 0, flushparent = 0; ; ) {
4089                 if ((wk = LIST_FIRST(&inodedep->id_pendinghd)) == NULL)
4090                         break;
4091                 if (wk->wk_type != D_DIRADD) {
4092                         FREE_LOCK(&lk);
4093                         panic("softdep_fsync: Unexpected type %s",
4094                             TYPENAME(wk->wk_type));
4095                 }
4096                 dap = WK_DIRADD(wk);
4097                 /*
4098                  * Flush our parent if this directory entry
4099                  * has a MKDIR_PARENT dependency.
4100                  */
4101                 if (dap->da_state & DIRCHG)
4102                         pagedep = dap->da_previous->dm_pagedep;
4103                 else
4104                         pagedep = dap->da_pagedep;
4105                 mnt = pagedep->pd_mnt;
4106                 parentino = pagedep->pd_ino;
4107                 lbn = pagedep->pd_lbn;
4108                 if ((dap->da_state & (MKDIR_BODY | COMPLETE)) != COMPLETE) {
4109                         FREE_LOCK(&lk);
4110                         panic("softdep_fsync: dirty");
4111                 }
4112                 flushparent = dap->da_state & MKDIR_PARENT;
4113                 /*
4114                  * If we are being fsync'ed as part of vgone'ing this vnode,
4115                  * then we will not be able to release and recover the
4116                  * vnode below, so we just have to give up on writing its
4117                  * directory entry out. It will eventually be written, just
4118                  * not now, but then the user was not asking to have it
4119                  * written, so we are not breaking any promises.
4120                  */
4121                 if (vp->v_flag & VRECLAIMED)
4122                         break;
4123                 /*
4124                  * We prevent deadlock by always fetching inodes from the
4125                  * root, moving down the directory tree. Thus, when fetching
4126                  * our parent directory, we must unlock ourselves before
4127                  * requesting the lock on our parent. See the comment in
4128                  * ufs_lookup for details on possible races.
4129                  */
4130                 FREE_LOCK(&lk);
4131                 vn_unlock(vp);
4132                 error = VFS_VGET(mnt, parentino, &pvp);
4133                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
4134                 if (error != 0)
4135                         return (error);
4136                 if (flushparent) {
4137                         if ((error = ffs_update(pvp, 1)) != 0) {
4138                                 vput(pvp);
4139                                 return (error);
4140                         }
4141                 }
4142                 /*
4143                  * Flush directory page containing the inode's name.
4144                  */
4145                 error = bread(pvp, lblktodoff(fs, lbn), blksize(fs, VTOI(pvp), lbn), &bp);
4146                 if (error == 0)
4147                         error = bwrite(bp);
4148                 vput(pvp);
4149                 if (error != 0)
4150                         return (error);
4151                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4152                 if (inodedep_lookup(fs, ip->i_number, 0, &inodedep) == 0)
4153                         break;
4154         }
4155         FREE_LOCK(&lk);
4156         return (0);
4157 }
4158
4159 /*
4160  * Flush all the dirty bitmaps associated with the block device
4161  * before flushing the rest of the dirty blocks so as to reduce
4162  * the number of dependencies that will have to be rolled back.
4163  */
4164 static int softdep_fsync_mountdev_bp(struct buf *bp, void *data);
4165
4166 void
4167 softdep_fsync_mountdev(struct vnode *vp)
4168 {
4169         if (!vn_isdisk(vp, NULL))
4170                 panic("softdep_fsync_mountdev: vnode not a disk");
4171         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4172         RB_SCAN(buf_rb_tree, &vp->v_rbdirty_tree, NULL,
4173                 softdep_fsync_mountdev_bp, vp);
4174         drain_output(vp, 1);
4175         FREE_LOCK(&lk);
4176 }
4177
4178 static int
4179 softdep_fsync_mountdev_bp(struct buf *bp, void *data)
4180 {
4181         struct worklist *wk;
4182         struct vnode *vp = data;
4183
4184         /*
4185          * If it is already scheduled, skip to the next buffer.
4186          */
4187         if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT))
4188                 return(0);
4189         if (bp->b_vp != vp || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
4190                 BUF_UNLOCK(bp);
4191                 kprintf("softdep_fsync_mountdev_bp: warning, buffer %p ripped out from under vnode %p\n", bp, vp);
4192                 return(0);
4193         }
4194         /*
4195          * We are only interested in bitmaps with outstanding
4196          * dependencies.
4197          */
4198         if ((wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) == NULL ||
4199             wk->wk_type != D_BMSAFEMAP) {
4200                 BUF_UNLOCK(bp);
4201                 return(0);
4202         }
4203         bremfree(bp);
4204         FREE_LOCK(&lk);
4205         (void) bawrite(bp);
4206         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4207         return(0);
4208 }
4209
4210 /*
4211  * This routine is called when we are trying to synchronously flush a
4212  * file. This routine must eliminate any filesystem metadata dependencies
4213  * so that the syncing routine can succeed by pushing the dirty blocks
4214  * associated with the file. If any I/O errors occur, they are returned.
4215  */
4216 struct softdep_sync_metadata_info {
4217         struct vnode *vp;
4218         int waitfor;
4219 };
4220
4221 static int softdep_sync_metadata_bp(struct buf *bp, void *data);
4222
4223 int
4224 softdep_sync_metadata(struct vnode *vp, struct thread *td)
4225 {
4226         struct softdep_sync_metadata_info info;
4227         int error, waitfor;
4228
4229         /*
4230          * Check whether this vnode is involved in a filesystem
4231          * that is doing soft dependency processing.
4232          */
4233         if (!vn_isdisk(vp, NULL)) {
4234                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
4235                         return (0);
4236         } else
4237                 if (vp->v_rdev->si_mountpoint == NULL ||
4238                     (vp->v_rdev->si_mountpoint->mnt_flag & MNT_SOFTDEP) == 0)
4239                         return (0);
4240         /*
4241          * Ensure that any direct block dependencies have been cleared.
4242          */
4243         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4244         if ((error = flush_inodedep_deps(VTOI(vp)->i_fs, VTOI(vp)->i_number))) {
4245                 FREE_LOCK(&lk);
4246                 return (error);
4247         }
4248         /*
4249          * For most files, the only metadata dependencies are the
4250          * cylinder group maps that allocate their inode or blocks.
4251          * The block allocation dependencies can be found by traversing
4252          * the dependency lists for any buffers that remain on their
4253          * dirty buffer list. The inode allocation dependency will
4254          * be resolved when the inode is updated with MNT_WAIT.
4255          * This work is done in two passes. The first pass grabs most
4256          * of the buffers and begins asynchronously writing them. The
4257          * only way to wait for these asynchronous writes is to sleep
4258          * on the filesystem vnode which may stay busy for a long time
4259          * if the filesystem is active. So, instead, we make a second
4260          * pass over the dependencies blocking on each write. In the
4261          * usual case we will be blocking against a write that we
4262          * initiated, so when it is done the dependency will have been
4263          * resolved. Thus the second pass is expected to end quickly.
4264          */
4265         waitfor = MNT_NOWAIT;
4266 top:
4267         /*
4268          * We must wait for any I/O in progress to finish so that
4269          * all potential buffers on the dirty list will be visible.
4270          */
4271         drain_output(vp, 1);
4272         info.vp = vp;
4273         info.waitfor = waitfor;
4274         error = RB_SCAN(buf_rb_tree, &vp->v_rbdirty_tree, NULL,
4275                         softdep_sync_metadata_bp, &info);
4276         if (error < 0) {
4277                 FREE_LOCK(&lk);
4278                 return(-error); /* error code */
4279         }
4280
4281         /*
4282          * The brief unlock is to allow any pent up dependency
4283          * processing to be done.  Then proceed with the second pass.
4284          */
4285         if (waitfor == MNT_NOWAIT) {
4286                 waitfor = MNT_WAIT;
4287                 FREE_LOCK(&lk);
4288                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4289                 goto top;
4290         }
4291
4292         /*
4293          * If we have managed to get rid of all the dirty buffers,
4294          * then we are done. For certain directories and block
4295          * devices, we may need to do further work.
4296          *
4297          * We must wait for any I/O in progress to finish so that
4298          * all potential buffers on the dirty list will be visible.
4299          */
4300         drain_output(vp, 1);
4301         if (RB_EMPTY(&vp->v_rbdirty_tree)) {
4302                 FREE_LOCK(&lk);
4303                 return (0);
4304         }
4305
4306         FREE_LOCK(&lk);
4307         /*
4308          * If we are trying to sync a block device, some of its buffers may
4309          * contain metadata that cannot be written until the contents of some
4310          * partially written files have been written to disk. The only easy
4311          * way to accomplish this is to sync the entire filesystem (luckily
4312          * this happens rarely).
4313          */
4314         if (vn_isdisk(vp, NULL) &&
4315             vp->v_rdev &&
4316             vp->v_rdev->si_mountpoint && !vn_islocked(vp) &&
4317             (error = VFS_SYNC(vp->v_rdev->si_mountpoint, MNT_WAIT)) != 0)
4318                 return (error);
4319         return (0);
4320 }
4321
4322 static int
4323 softdep_sync_metadata_bp(struct buf *bp, void *data)
4324 {
4325         struct softdep_sync_metadata_info *info = data;
4326         struct pagedep *pagedep;
4327         struct allocdirect *adp;
4328         struct allocindir *aip;
4329         struct worklist *wk;
4330         struct buf *nbp;
4331         int error;
4332         int i;
4333
4334         if (getdirtybuf(&bp, MNT_WAIT) == 0) {
4335                 kprintf("softdep_sync_metadata_bp(1): caught buf %p going away\n", bp);
4336                 return (1);
4337         }
4338         if (bp->b_vp != info->vp || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
4339                 kprintf("softdep_sync_metadata_bp(2): caught buf %p going away vp %p\n", bp, info->vp);
4340                 BUF_UNLOCK(bp);
4341                 return(1);
4342         }
4343
4344         /*
4345          * As we hold the buffer locked, none of its dependencies
4346          * will disappear.
4347          */
4348         LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
4349                 switch (wk->wk_type) {
4350
4351                 case D_ALLOCDIRECT:
4352                         adp = WK_ALLOCDIRECT(wk);
4353                         if (adp->ad_state & DEPCOMPLETE)
4354                                 break;
4355                         nbp = adp->ad_buf;
4356                         if (getdirtybuf(&nbp, info->waitfor) == 0)
4357                                 break;
4358                         FREE_LOCK(&lk);
4359                         if (info->waitfor == MNT_NOWAIT) {
4360                                 bawrite(nbp);
4361                         } else if ((error = bwrite(nbp)) != 0) {
4362                                 bawrite(bp);
4363                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4364                                 return (-error);
4365                         }
4366                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4367                         break;
4368
4369                 case D_ALLOCINDIR:
4370                         aip = WK_ALLOCINDIR(wk);
4371                         if (aip->ai_state & DEPCOMPLETE)
4372                                 break;
4373                         nbp = aip->ai_buf;
4374                         if (getdirtybuf(&nbp, info->waitfor) == 0)
4375                                 break;
4376                         FREE_LOCK(&lk);
4377                         if (info->waitfor == MNT_NOWAIT) {
4378                                 bawrite(nbp);
4379                         } else if ((error = bwrite(nbp)) != 0) {
4380                                 bawrite(bp);
4381                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4382                                 return (-error);
4383                         }
4384                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4385                         break;
4386
4387                 case D_INDIRDEP:
4388                 restart:
4389
4390                         LIST_FOREACH(aip, &WK_INDIRDEP(wk)->ir_deplisthd, ai_next) {
4391                                 if (aip->ai_state & DEPCOMPLETE)
4392                                         continue;
4393                                 nbp = aip->ai_buf;
4394                                 if (getdirtybuf(&nbp, MNT_WAIT) == 0)
4395                                         goto restart;
4396                                 FREE_LOCK(&lk);
4397                                 if ((error = bwrite(nbp)) != 0) {
4398                                         bawrite(bp);
4399                                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4400                                         return (-error);
4401                                 }
4402                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4403                                 goto restart;
4404                         }
4405                         break;
4406
4407                 case D_INODEDEP:
4408                         if ((error = flush_inodedep_deps(WK_INODEDEP(wk)->id_fs,
4409                             WK_INODEDEP(wk)->id_ino)) != 0) {
4410                                 FREE_LOCK(&lk);
4411                                 bawrite(bp);
4412                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4413                                 return (-error);
4414                         }
4415                         break;
4416
4417                 case D_PAGEDEP:
4418                         /*
4419                          * We are trying to sync a directory that may
4420                          * have dependencies on both its own metadata
4421                          * and/or dependencies on the inodes of any
4422                          * recently allocated files. We walk its diradd
4423                          * lists pushing out the associated inode.
4424                          */
4425                         pagedep = WK_PAGEDEP(wk);
4426                         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
4427                                 if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i]) == 0)
4428                                         continue;
4429                                 if ((error =
4430                                     flush_pagedep_deps(info->vp,
4431                                                 pagedep->pd_mnt,
4432                                                 &pagedep->pd_diraddhd[i]))) {
4433                                         FREE_LOCK(&lk);
4434                                         bawrite(bp);
4435                                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4436                                         return (-error);
4437                                 }
4438                         }
4439                         break;
4440
4441                 case D_MKDIR:
4442                         /*
4443                          * This case should never happen if the vnode has
4444                          * been properly sync'ed. However, if this function
4445                          * is used at a place where the vnode has not yet
4446                          * been sync'ed, this dependency can show up. So,
4447                          * rather than panic, just flush it.
4448                          */
4449                         nbp = WK_MKDIR(wk)->md_buf;
4450                         if (getdirtybuf(&nbp, info->waitfor) == 0)
4451                                 break;
4452                         FREE_LOCK(&lk);
4453                         if (info->waitfor == MNT_NOWAIT) {
4454                                 bawrite(nbp);
4455                         } else if ((error = bwrite(nbp)) != 0) {
4456                                 bawrite(bp);
4457                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4458                                 return (-error);
4459                         }
4460                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4461                         break;
4462
4463                 case D_BMSAFEMAP:
4464                         /*
4465                          * This case should never happen if the vnode has
4466                          * been properly sync'ed. However, if this function
4467                          * is used at a place where the vnode has not yet
4468                          * been sync'ed, this dependency can show up. So,
4469                          * rather than panic, just flush it.
4470                          *
4471                          * nbp can wind up == bp if a device node for the
4472                          * same filesystem is being fsynced at the same time,
4473                          * leading to a panic if we don't catch the case.
4474                          */
4475                         nbp = WK_BMSAFEMAP(wk)->sm_buf;
4476                         if (nbp == bp)
4477                                 break;
4478                         if (getdirtybuf(&nbp, info->waitfor) == 0)
4479                                 break;
4480                         FREE_LOCK(&lk);
4481                         if (info->waitfor == MNT_NOWAIT) {
4482                                 bawrite(nbp);
4483                         } else if ((error = bwrite(nbp)) != 0) {
4484                                 bawrite(bp);
4485                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4486                                 return (-error);
4487                         }
4488                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4489                         break;
4490
4491                 default:
4492                         FREE_LOCK(&lk);
4493                         panic("softdep_sync_metadata: Unknown type %s",
4494                             TYPENAME(wk->wk_type));
4495                         /* NOTREACHED */
4496                 }
4497         }
4498         FREE_LOCK(&lk);
4499         bawrite(bp);
4500         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4501         return(0);
4502 }
4503
4504 /*
4505  * Flush the dependencies associated with an inodedep.
4506  * Called with splbio blocked.
4507  */
4508 static int
4509 flush_inodedep_deps(struct fs *fs, ino_t ino)
4510 {
4511         struct inodedep *inodedep;
4512         struct allocdirect *adp;
4513         int error, waitfor;
4514         struct buf *bp;
4515
4516         /*
4517          * This work is done in two passes. The first pass grabs most
4518          * of the buffers and begins asynchronously writing them. The
4519          * only way to wait for these asynchronous writes is to sleep
4520          * on the filesystem vnode which may stay busy for a long time
4521          * if the filesystem is active. So, instead, we make a second
4522          * pass over the dependencies blocking on each write. In the
4523          * usual case we will be blocking against a write that we
4524          * initiated, so when it is done the dependency will have been
4525          * resolved. Thus the second pass is expected to end quickly.
4526          * We give a brief window at the top of the loop to allow
4527          * any pending I/O to complete.
4528          */
4529         for (waitfor = MNT_NOWAIT; ; ) {
4530                 FREE_LOCK(&lk);
4531                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4532                 if (inodedep_lookup(fs, ino, 0, &inodedep) == 0)
4533                         return (0);
4534                 TAILQ_FOREACH(adp, &inodedep->id_inoupdt, ad_next) {
4535                         if (adp->ad_state & DEPCOMPLETE)
4536                                 continue;
4537                         bp = adp->ad_buf;
4538                         if (getdirtybuf(&bp, waitfor) == 0) {
4539                                 if (waitfor == MNT_NOWAIT)
4540                                         continue;
4541                                 break;
4542                         }
4543                         FREE_LOCK(&lk);
4544                         if (waitfor == MNT_NOWAIT) {
4545                                 bawrite(bp);
4546                         } else if ((error = bwrite(bp)) != 0) {
4547                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4548                                 return (error);
4549                         }
4550                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4551                         break;
4552                 }
4553                 if (adp != NULL)
4554                         continue;
4555                 TAILQ_FOREACH(adp, &inodedep->id_newinoupdt, ad_next) {
4556                         if (adp->ad_state & DEPCOMPLETE)
4557                                 continue;
4558                         bp = adp->ad_buf;
4559                         if (getdirtybuf(&bp, waitfor) == 0) {
4560                                 if (waitfor == MNT_NOWAIT)
4561                                         continue;
4562                                 break;
4563                         }
4564                         FREE_LOCK(&lk);
4565                         if (waitfor == MNT_NOWAIT) {
4566                                 bawrite(bp);
4567                         } else if ((error = bwrite(bp)) != 0) {
4568                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4569                                 return (error);
4570                         }
4571                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4572                         break;
4573                 }
4574                 if (adp != NULL)
4575                         continue;
4576                 /*
4577                  * If pass2, we are done, otherwise do pass 2.
4578                  */
4579                 if (waitfor == MNT_WAIT)
4580                         break;
4581                 waitfor = MNT_WAIT;
4582         }
4583         /*
4584          * Try freeing inodedep in case all dependencies have been removed.
4585          */
4586         if (inodedep_lookup(fs, ino, 0, &inodedep) != 0)
4587                 (void) free_inodedep(inodedep);
4588         return (0);
4589 }
4590
4591 /*
4592  * Eliminate a pagedep dependency by flushing out all its diradd dependencies.
4593  * Called with splbio blocked.
4594  */
4595 static int
4596 flush_pagedep_deps(struct vnode *pvp, struct mount *mp,
4597                    struct diraddhd *diraddhdp)
4598 {
4599         struct inodedep *inodedep;
4600         struct ufsmount *ump;
4601         struct diradd *dap;
4602         struct vnode *vp;
4603         int gotit, error = 0;
4604         struct buf *bp;
4605         ino_t inum;
4606
4607         ump = VFSTOUFS(mp);
4608         while ((dap = LIST_FIRST(diraddhdp)) != NULL) {
4609                 /*
4610                  * Flush ourselves if this directory entry
4611                  * has a MKDIR_PARENT dependency.
4612                  */
4613                 if (dap->da_state & MKDIR_PARENT) {
4614                         FREE_LOCK(&lk);
4615                         if ((error = ffs_update(pvp, 1)) != 0)
4616                                 break;
4617                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4618                         /*
4619                          * If that cleared dependencies, go on to next.
4620                          */
4621                         if (dap != LIST_FIRST(diraddhdp))
4622                                 continue;
4623                         if (dap->da_state & MKDIR_PARENT) {
4624                                 FREE_LOCK(&lk);
4625                                 panic("flush_pagedep_deps: MKDIR_PARENT");
4626                         }
4627                 }
4628                 /*
4629                  * A newly allocated directory must have its "." and
4630                  * ".." entries written out before its name can be
4631                  * committed in its parent. We do not want or need
4632                  * the full semantics of a synchronous VOP_FSYNC as
4633                  * that may end up here again, once for each directory
4634                  * level in the filesystem. Instead, we push the blocks
4635                  * and wait for them to clear. We have to fsync twice
4636                  * because the first call may choose to defer blocks
4637                  * that still have dependencies, but deferral will
4638                  * happen at most once.
4639                  */
4640                 inum = dap->da_newinum;
4641                 if (dap->da_state & MKDIR_BODY) {
4642                         FREE_LOCK(&lk);
4643                         if ((error = VFS_VGET(mp, inum, &vp)) != 0)
4644                                 break;
4645                         if ((error=VOP_FSYNC(vp, MNT_NOWAIT)) ||
4646                             (error=VOP_FSYNC(vp, MNT_NOWAIT))) {
4647                                 vput(vp);
4648                                 break;
4649                         }
4650                         drain_output(vp, 0);
4651                         vput(vp);
4652                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4653                         /*
4654                          * If that cleared dependencies, go on to next.
4655                          */
4656                         if (dap != LIST_FIRST(diraddhdp))
4657                                 continue;
4658                         if (dap->da_state & MKDIR_BODY) {
4659                                 FREE_LOCK(&lk);
4660                                 panic("flush_pagedep_deps: MKDIR_BODY");
4661                         }
4662                 }
4663                 /*
4664                  * Flush the inode on which the directory entry depends.
4665                  * Having accounted for MKDIR_PARENT and MKDIR_BODY above,
4666                  * the only remaining dependency is that the updated inode
4667                  * count must get pushed to disk. The inode has already
4668                  * been pushed into its inode buffer (via VOP_UPDATE) at
4669                  * the time of the reference count change. So we need only
4670                  * locate that buffer, ensure that there will be no rollback
4671                  * caused by a bitmap dependency, then write the inode buffer.
4672                  */
4673                 if (inodedep_lookup(ump->um_fs, inum, 0, &inodedep) == 0) {
4674                         FREE_LOCK(&lk);
4675                         panic("flush_pagedep_deps: lost inode");
4676                 }
4677                 /*
4678                  * If the inode still has bitmap dependencies,
4679                  * push them to disk.
4680                  */
4681                 if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) == 0) {
4682                         gotit = getdirtybuf(&inodedep->id_buf, MNT_WAIT);
4683                         FREE_LOCK(&lk);
4684                         if (gotit && (error = bwrite(inodedep->id_buf)) != 0)
4685                                 break;
4686                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4687                         if (dap != LIST_FIRST(diraddhdp))
4688                                 continue;
4689                 }
4690                 /*
4691                  * If the inode is still sitting in a buffer waiting
4692                  * to be written, push it to disk.
4693                  */
4694                 FREE_LOCK(&lk);
4695                 if ((error = bread(ump->um_devvp,
4696                         fsbtodoff(ump->um_fs, ino_to_fsba(ump->um_fs, inum)),
4697                     (int)ump->um_fs->fs_bsize, &bp)) != 0)
4698                         break;
4699                 if ((error = bwrite(bp)) != 0)
4700                         break;
4701                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4702                 /*
4703                  * If we have failed to get rid of all the dependencies
4704                  * then something is seriously wrong.
4705                  */
4706                 if (dap == LIST_FIRST(diraddhdp)) {
4707                         FREE_LOCK(&lk);
4708                         panic("flush_pagedep_deps: flush failed");
4709                 }
4710         }
4711         if (error)
4712                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4713         return (error);
4714 }
4715
4716 /*
4717  * A large burst of file addition or deletion activity can drive the
4718  * memory load excessively high. First attempt to slow things down
4719  * using the techniques below. If that fails, this routine requests
4720  * the offending operations to fall back to running synchronously
4721  * until the memory load returns to a reasonable level.
4722  */
4723 int
4724 softdep_slowdown(struct vnode *vp)
4725 {
4726         int max_softdeps_hard;
4727
4728         max_softdeps_hard = max_softdeps * 11 / 10;
4729         if (num_dirrem < max_softdeps_hard / 2 &&
4730             num_inodedep < max_softdeps_hard)
4731                 return (0);
4732         stat_sync_limit_hit += 1;
4733         return (1);
4734 }
4735
4736 /*
4737  * If memory utilization has gotten too high, deliberately slow things
4738  * down and speed up the I/O processing.
4739  */
4740 static int
4741 request_cleanup(int resource, int islocked)
4742 {
4743         struct thread *td = curthread;          /* XXX */
4744
4745         /*
4746          * We never hold up the filesystem syncer process.
4747          */
4748         if (td == filesys_syncer)
4749                 return (0);
4750         /*
4751          * First check to see if the work list has gotten backlogged.
4752          * If it has, co-opt this process to help clean up two entries.
4753          * Because this process may hold inodes locked, we cannot
4754          * handle any remove requests that might block on a locked
4755          * inode as that could lead to deadlock.
4756          */
4757         if (num_on_worklist > max_softdeps / 10) {
4758                 if (islocked)
4759                         FREE_LOCK(&lk);
4760                 process_worklist_item(NULL, LK_NOWAIT);
4761                 process_worklist_item(NULL, LK_NOWAIT);
4762                 stat_worklist_push += 2;
4763                 if (islocked)
4764                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4765                 return(1);
4766         }
4767
4768         /*
4769          * If we are resource constrained on inode dependencies, try
4770          * flushing some dirty inodes. Otherwise, we are constrained
4771          * by file deletions, so try accelerating flushes of directories
4772          * with removal dependencies. We would like to do the cleanup
4773          * here, but we probably hold an inode locked at this point and
4774          * that might deadlock against one that we try to clean. So,
4775          * the best that we can do is request the syncer daemon to do
4776          * the cleanup for us.
4777          */
4778         switch (resource) {
4779
4780         case FLUSH_INODES:
4781                 stat_ino_limit_push += 1;
4782                 req_clear_inodedeps += 1;
4783                 stat_countp = &stat_ino_limit_hit;
4784                 break;
4785
4786         case FLUSH_REMOVE:
4787                 stat_blk_limit_push += 1;
4788                 req_clear_remove += 1;
4789                 stat_countp = &stat_blk_limit_hit;
4790                 break;
4791
4792         default:
4793                 if (islocked)
4794                         FREE_LOCK(&lk);
4795                 panic("request_cleanup: unknown type");
4796         }
4797         /*
4798          * Hopefully the syncer daemon will catch up and awaken us.
4799          * We wait at most tickdelay before proceeding in any case.
4800          */
4801         if (islocked == 0)
4802                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4803         proc_waiting += 1;
4804         if (!callout_active(&handle))
4805                 callout_reset(&handle, tickdelay > 2 ? tickdelay : 2,
4806                               pause_timer, NULL);
4807         interlocked_sleep(&lk, SLEEP, (caddr_t)&proc_waiting, 0,
4808             "softupdate", 0);
4809         proc_waiting -= 1;
4810         if (islocked == 0)
4811                 FREE_LOCK(&lk);
4812         return (1);
4813 }
4814
4815 /*
4816  * Awaken processes pausing in request_cleanup and clear proc_waiting
4817  * to indicate that there is no longer a timer running.
4818  */
4819 void
4820 pause_timer(void *arg)
4821 {
4822         *stat_countp += 1;
4823         wakeup_one(&proc_waiting);
4824         if (proc_waiting > 0)
4825                 callout_reset(&handle, tickdelay > 2 ? tickdelay : 2,
4826                               pause_timer, NULL);
4827         else
4828                 callout_deactivate(&handle);
4829 }
4830
4831 /*
4832  * Flush out a directory with at least one removal dependency in an effort to
4833  * reduce the number of dirrem, freefile, and freeblks dependency structures.
4834  */
4835 static void
4836 clear_remove(struct thread *td)
4837 {
4838         struct pagedep_hashhead *pagedephd;
4839         struct pagedep *pagedep;
4840         static int next = 0;
4841         struct mount *mp;
4842         struct vnode *vp;
4843         int error, cnt;
4844         ino_t ino;
4845
4846         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4847         for (cnt = 0; cnt < pagedep_hash; cnt++) {
4848                 pagedephd = &pagedep_hashtbl[next++];
4849                 if (next >= pagedep_hash)
4850                         next = 0;
4851                 LIST_FOREACH(pagedep, pagedephd, pd_hash) {
4852                         if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_dirremhd) == NULL)
4853                                 continue;
4854                         mp = pagedep->pd_mnt;
4855                         ino = pagedep->pd_ino;
4856                         FREE_LOCK(&lk);
4857                         if ((error = VFS_VGET(mp, ino, &vp)) != 0) {
4858                                 softdep_error("clear_remove: vget", error);
4859                                 return;
4860                         }
4861                         if ((error = VOP_FSYNC(vp, MNT_NOWAIT)))
4862                                 softdep_error("clear_remove: fsync", error);
4863                         drain_output(vp, 0);
4864                         vput(vp);
4865                         return;
4866                 }
4867         }
4868         FREE_LOCK(&lk);
4869 }
4870
4871 /*
4872  * Clear out a block of dirty inodes in an effort to reduce
4873  * the number of inodedep dependency structures.
4874  */
4875 struct clear_inodedeps_info {
4876         struct fs *fs;
4877         struct mount *mp;
4878 };
4879
4880 static int
4881 clear_inodedeps_mountlist_callback(struct mount *mp, void *data)
4882 {
4883         struct clear_inodedeps_info *info = data;
4884
4885         if ((mp->mnt_flag & MNT_SOFTDEP) && info->fs == VFSTOUFS(mp)->um_fs) {
4886                 info->mp = mp;
4887                 return(-1);
4888         }
4889         return(0);
4890 }
4891
4892 static void
4893 clear_inodedeps(struct thread *td)
4894 {
4895         struct clear_inodedeps_info info;
4896         struct inodedep_hashhead *inodedephd;
4897         struct inodedep *inodedep;
4898         static int next = 0;
4899         struct vnode *vp;
4900         struct fs *fs;
4901         int error, cnt;
4902         ino_t firstino, lastino, ino;
4903
4904         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4905         /*
4906          * Pick a random inode dependency to be cleared.
4907          * We will then gather up all the inodes in its block
4908          * that have dependencies and flush them out.
4909          */
4910         for (cnt = 0; cnt < inodedep_hash; cnt++) {
4911                 inodedephd = &inodedep_hashtbl[next++];
4912                 if (next >= inodedep_hash)
4913                         next = 0;
4914                 if ((inodedep = LIST_FIRST(inodedephd)) != NULL)
4915                         break;
4916         }
4917         if (inodedep == NULL) {
4918                 FREE_LOCK(&lk);
4919                 return;
4920         }
4921         /*
4922          * Ugly code to find mount point given pointer to superblock.
4923          */
4924         fs = inodedep->id_fs;
4925         info.mp = NULL;
4926         info.fs = fs;
4927         mountlist_scan(clear_inodedeps_mountlist_callback,
4928                         &info, MNTSCAN_FORWARD|MNTSCAN_NOBUSY);
4929         /*
4930          * Find the last inode in the block with dependencies.
4931          */
4932         firstino = inodedep->id_ino & ~(INOPB(fs) - 1);
4933         for (lastino = firstino + INOPB(fs) - 1; lastino > firstino; lastino--)
4934                 if (inodedep_lookup(fs, lastino, 0, &inodedep) != 0)
4935                         break;
4936         /*
4937          * Asynchronously push all but the last inode with dependencies.
4938          * Synchronously push the last inode with dependencies to ensure
4939          * that the inode block gets written to free up the inodedeps.
4940          */
4941         for (ino = firstino; ino <= lastino; ino++) {
4942                 if (inodedep_lookup(fs, ino, 0, &inodedep) == 0)
4943                         continue;
4944                 FREE_LOCK(&lk);
4945                 if ((error = VFS_VGET(info.mp, ino, &vp)) != 0) {
4946                         softdep_error("clear_inodedeps: vget", error);
4947                         return;
4948                 }
4949                 if (ino == lastino) {
4950                         if ((error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT)))
4951                                 softdep_error("clear_inodedeps: fsync1", error);
4952                 } else {
4953                         if ((error = VOP_FSYNC(vp, MNT_NOWAIT)))
4954                                 softdep_error("clear_inodedeps: fsync2", error);
4955                         drain_output(vp, 0);
4956                 }
4957                 vput(vp);
4958                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4959         }
4960         FREE_LOCK(&lk);
4961 }
4962
4963 /*
4964  * Function to determine if the buffer has outstanding dependencies
4965  * that will cause a roll-back if the buffer is written. If wantcount
4966  * is set, return number of dependencies, otherwise just yes or no.
4967  */
4968 static int
4969 softdep_count_dependencies(struct buf *bp, int wantcount)
4970 {
4971         struct worklist *wk;
4972         struct inodedep *inodedep;
4973         struct indirdep *indirdep;
4974         struct allocindir *aip;
4975         struct pagedep *pagedep;
4976         struct diradd *dap;
4977         int i, retval;
4978
4979         retval = 0;
4980         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4981         LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
4982                 switch (wk->wk_type) {
4983
4984                 case D_INODEDEP:
4985                         inodedep = WK_INODEDEP(wk);
4986                         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) == 0) {
4987                                 /* bitmap allocation dependency */
4988                                 retval += 1;
4989                                 if (!wantcount)
4990                                         goto out;
4991                         }
4992                         if (TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt)) {
4993                                 /* direct block pointer dependency */
4994                                 retval += 1;
4995                                 if (!wantcount)
4996                                         goto out;
4997                         }
4998                         continue;
4999
5000                 case D_INDIRDEP:
5001                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
5002
5003                         LIST_FOREACH(aip, &indirdep->ir_deplisthd, ai_next) {
5004                                 /* indirect block pointer dependency */
5005                                 retval += 1;
5006                                 if (!wantcount)
5007                                         goto out;
5008                         }
5009                         continue;
5010
5011                 case D_PAGEDEP:
5012                         pagedep = WK_PAGEDEP(wk);
5013                         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
5014
5015                                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[i], da_pdlist) {
5016                                         /* directory entry dependency */
5017                                         retval += 1;
5018                                         if (!wantcount)
5019                                                 goto out;
5020                                 }
5021                         }
5022                         continue;
5023
5024                 case D_BMSAFEMAP:
5025                 case D_ALLOCDIRECT:
5026                 case D_ALLOCINDIR:
5027                 case D_MKDIR:
5028                         /* never a dependency on these blocks */
5029                         continue;
5030
5031                 default:
5032                         FREE_LOCK(&lk);
5033                         panic("softdep_check_for_rollback: Unexpected type %s",
5034                             TYPENAME(wk->wk_type));
5035                         /* NOTREACHED */
5036                 }
5037         }
5038 out:
5039         FREE_LOCK(&lk);
5040         return retval;
5041 }
5042
5043 /*
5044  * Acquire exclusive access to a buffer.
5045  * Must be called with splbio blocked.
5046  * Return 1 if buffer was acquired.
5047  */
5048 static int
5049 getdirtybuf(struct buf **bpp, int waitfor)
5050 {
5051         struct buf *bp;
5052         int error;
5053
5054         for (;;) {
5055                 if ((bp = *bpp) == NULL)
5056                         return (0);
5057                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) == 0)
5058                         break;
5059                 if (waitfor != MNT_WAIT)
5060                         return (0);
5061                 error = interlocked_sleep(&lk, LOCKBUF, bp,
5062                     LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL, 0, 0);
5063                 if (error != ENOLCK) {
5064                         FREE_LOCK(&lk);
5065                         panic("getdirtybuf: inconsistent lock");
5066                 }
5067         }
5068         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
5069                 BUF_UNLOCK(bp);
5070                 return (0);
5071         }
5072         bremfree(bp);
5073         return (1);
5074 }
5075
5076 /*
5077  * Wait for pending output on a vnode to complete.
5078  * Must be called with vnode locked.
5079  */
5080 static void
5081 drain_output(struct vnode *vp, int islocked)
5082 {
5083
5084         if (!islocked)
5085                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
5086         while (vp->v_track_write.bk_active) {
5087                 vp->v_track_write.bk_waitflag = 1;
5088                 interlocked_sleep(&lk, SLEEP, &vp->v_track_write,
5089                                   0, "drainvp", 0);
5090         }
5091         if (!islocked)
5092                 FREE_LOCK(&lk);
5093 }
5094
5095 /*
5096  * Called whenever a buffer that is being invalidated or reallocated
5097  * contains dependencies. This should only happen if an I/O error has
5098  * occurred. The routine is called with the buffer locked.
5099  */
5100 static void
5101 softdep_deallocate_dependencies(struct buf *bp)
5102 {
5103
5104         if ((bp->b_flags & B_ERROR) == 0)
5105                 panic("softdep_deallocate_dependencies: dangling deps");
5106         softdep_error(bp->b_vp->v_mount->mnt_stat.f_mntfromname, bp->b_error);
5107         panic("softdep_deallocate_dependencies: unrecovered I/O error");
5108 }
5109
5110 /*
5111  * Function to handle asynchronous write errors in the filesystem.
5112  */
5113 void
5114 softdep_error(char *func, int error)
5115 {
5116
5117         /* XXX should do something better! */
5118         kprintf("%s: got error %d while accessing filesystem\n", func, error);
5119 }