289a00ef10469d9f18aaa5032a468297164112d4
[dragonfly.git] / 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 1.57 2008/06/28 17:59:51 dillon 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 <machine/inttypes.h>
64 #include "dir.h"
65 #include "quota.h"
66 #include "inode.h"
67 #include "ufsmount.h"
68 #include "fs.h"
69 #include "softdep.h"
70 #include "ffs_extern.h"
71 #include "ufs_extern.h"
72
73 #include <sys/buf2.h>
74 #include <sys/mplock2.h>
75 #include <sys/thread2.h>
76
77 /*
78  * These definitions need to be adapted to the system to which
79  * this file is being ported.
80  */
81 /*
82  * malloc types defined for the softdep system.
83  */
84 MALLOC_DEFINE(M_PAGEDEP, "pagedep","File page dependencies");
85 MALLOC_DEFINE(M_INODEDEP, "inodedep","Inode dependencies");
86 MALLOC_DEFINE(M_NEWBLK, "newblk","New block allocation");
87 MALLOC_DEFINE(M_BMSAFEMAP, "bmsafemap","Block or frag allocated from cyl group map");
88 MALLOC_DEFINE(M_ALLOCDIRECT, "allocdirect","Block or frag dependency for an inode");
89 MALLOC_DEFINE(M_INDIRDEP, "indirdep","Indirect block dependencies");
90 MALLOC_DEFINE(M_ALLOCINDIR, "allocindir","Block dependency for an indirect block");
91 MALLOC_DEFINE(M_FREEFRAG, "freefrag","Previously used frag for an inode");
92 MALLOC_DEFINE(M_FREEBLKS, "freeblks","Blocks freed from an inode");
93 MALLOC_DEFINE(M_FREEFILE, "freefile","Inode deallocated");
94 MALLOC_DEFINE(M_DIRADD, "diradd","New directory entry");
95 MALLOC_DEFINE(M_MKDIR, "mkdir","New directory");
96 MALLOC_DEFINE(M_DIRREM, "dirrem","Directory entry deleted");
97
98 #define M_SOFTDEP_FLAGS         (M_WAITOK | M_USE_RESERVE)
99
100 #define D_PAGEDEP       0
101 #define D_INODEDEP      1
102 #define D_NEWBLK        2
103 #define D_BMSAFEMAP     3
104 #define D_ALLOCDIRECT   4
105 #define D_INDIRDEP      5
106 #define D_ALLOCINDIR    6
107 #define D_FREEFRAG      7
108 #define D_FREEBLKS      8
109 #define D_FREEFILE      9
110 #define D_DIRADD        10
111 #define D_MKDIR         11
112 #define D_DIRREM        12
113 #define D_LAST          D_DIRREM
114
115 /* 
116  * translate from workitem type to memory type
117  * MUST match the defines above, such that memtype[D_XXX] == M_XXX
118  */
119 static struct malloc_type *memtype[] = {
120         M_PAGEDEP,
121         M_INODEDEP,
122         M_NEWBLK,
123         M_BMSAFEMAP,
124         M_ALLOCDIRECT,
125         M_INDIRDEP,
126         M_ALLOCINDIR,
127         M_FREEFRAG,
128         M_FREEBLKS,
129         M_FREEFILE,
130         M_DIRADD,
131         M_MKDIR,
132         M_DIRREM
133 };
134
135 #define DtoM(type) (memtype[type])
136
137 /*
138  * Names of malloc types.
139  */
140 #define TYPENAME(type)  \
141         ((unsigned)(type) < D_LAST ? memtype[type]->ks_shortdesc : "???")
142 /*
143  * End system adaptaion definitions.
144  */
145
146 /*
147  * Internal function prototypes.
148  */
149 static  void softdep_error(char *, int);
150 static  void drain_output(struct vnode *, int);
151 static  int getdirtybuf(struct buf **, int);
152 static  void clear_remove(struct thread *);
153 static  void clear_inodedeps(struct thread *);
154 static  int flush_pagedep_deps(struct vnode *, struct mount *,
155             struct diraddhd *);
156 static  int flush_inodedep_deps(struct fs *, ino_t);
157 static  int handle_written_filepage(struct pagedep *, struct buf *);
158 static  void diradd_inode_written(struct diradd *, struct inodedep *);
159 static  int handle_written_inodeblock(struct inodedep *, struct buf *);
160 static  void handle_allocdirect_partdone(struct allocdirect *);
161 static  void handle_allocindir_partdone(struct allocindir *);
162 static  void initiate_write_filepage(struct pagedep *, struct buf *);
163 static  void handle_written_mkdir(struct mkdir *, int);
164 static  void initiate_write_inodeblock(struct inodedep *, struct buf *);
165 static  void handle_workitem_freefile(struct freefile *);
166 static  void handle_workitem_remove(struct dirrem *);
167 static  struct dirrem *newdirrem(struct buf *, struct inode *,
168             struct inode *, int, struct dirrem **);
169 static  void free_diradd(struct diradd *);
170 static  void free_allocindir(struct allocindir *, struct inodedep *);
171 static  int indir_trunc (struct inode *, off_t, int, ufs_lbn_t, long *);
172 static  void deallocate_dependencies(struct buf *, struct inodedep *);
173 static  void free_allocdirect(struct allocdirectlst *,
174             struct allocdirect *, int);
175 static  int check_inode_unwritten(struct inodedep *);
176 static  int free_inodedep(struct inodedep *);
177 static  void handle_workitem_freeblocks(struct freeblks *);
178 static  void merge_inode_lists(struct inodedep *);
179 static  void setup_allocindir_phase2(struct buf *, struct inode *,
180             struct allocindir *);
181 static  struct allocindir *newallocindir(struct inode *, int, ufs_daddr_t,
182             ufs_daddr_t);
183 static  void handle_workitem_freefrag(struct freefrag *);
184 static  struct freefrag *newfreefrag(struct inode *, ufs_daddr_t, long);
185 static  void allocdirect_merge(struct allocdirectlst *,
186             struct allocdirect *, struct allocdirect *);
187 static  struct bmsafemap *bmsafemap_lookup(struct buf *);
188 static  int newblk_lookup(struct fs *, ufs_daddr_t, int,
189             struct newblk **);
190 static  int inodedep_lookup(struct fs *, ino_t, int, struct inodedep **);
191 static  int pagedep_lookup(struct inode *, ufs_lbn_t, int,
192             struct pagedep **);
193 static  void pause_timer(void *);
194 static  int request_cleanup(int, int);
195 static  int process_worklist_item(struct mount *, int);
196 static  void add_to_worklist(struct worklist *);
197
198 /*
199  * Exported softdep operations.
200  */
201 static  void softdep_disk_io_initiation(struct buf *);
202 static  void softdep_disk_write_complete(struct buf *);
203 static  void softdep_deallocate_dependencies(struct buf *);
204 static  int softdep_fsync(struct vnode *);
205 static  int softdep_process_worklist(struct mount *);
206 static  void softdep_move_dependencies(struct buf *, struct buf *);
207 static  int softdep_count_dependencies(struct buf *bp, int);
208 static  int softdep_checkread(struct buf *bp);
209 static  int softdep_checkwrite(struct buf *bp);
210
211 static struct bio_ops softdep_bioops = {
212         .io_start = softdep_disk_io_initiation,
213         .io_complete = softdep_disk_write_complete,
214         .io_deallocate = softdep_deallocate_dependencies,
215         .io_fsync = softdep_fsync,
216         .io_sync = softdep_process_worklist,
217         .io_movedeps = softdep_move_dependencies,
218         .io_countdeps = softdep_count_dependencies,
219         .io_checkread = softdep_checkread,
220         .io_checkwrite = softdep_checkwrite
221 };
222
223 /*
224  * Locking primitives.
225  *
226  * For a uniprocessor, all we need to do is protect against disk
227  * interrupts. For a multiprocessor, this lock would have to be
228  * a mutex. A single mutex is used throughout this file, though
229  * finer grain locking could be used if contention warranted it.
230  *
231  * For a multiprocessor, the sleep call would accept a lock and
232  * release it after the sleep processing was complete. In a uniprocessor
233  * implementation there is no such interlock, so we simple mark
234  * the places where it needs to be done with the `interlocked' form
235  * of the lock calls. Since the uniprocessor sleep already interlocks
236  * the spl, there is nothing that really needs to be done.
237  */
238 #ifndef /* NOT */ DEBUG
239 static struct lockit {
240 } lk = { 0 };
241 #define ACQUIRE_LOCK(lk)                crit_enter_id("softupdates");
242 #define FREE_LOCK(lk)                   crit_exit_id("softupdates");
243
244 #else /* DEBUG */
245 #define NOHOLDER        ((struct thread *)-1)
246 #define SPECIAL_FLAG    ((struct thread *)-2)
247 static struct lockit {
248         int     lkt_spl;
249         struct thread *lkt_held;
250 } lk = { 0, NOHOLDER };
251 static int lockcnt;
252
253 static  void acquire_lock(struct lockit *);
254 static  void free_lock(struct lockit *);
255 void    softdep_panic(char *);
256
257 #define ACQUIRE_LOCK(lk)                acquire_lock(lk)
258 #define FREE_LOCK(lk)                   free_lock(lk)
259
260 static void
261 acquire_lock(struct lockit *lk)
262 {
263         thread_t holder;
264
265         if (lk->lkt_held != NOHOLDER) {
266                 holder = lk->lkt_held;
267                 FREE_LOCK(lk);
268                 if (holder == curthread)
269                         panic("softdep_lock: locking against myself");
270                 else
271                         panic("softdep_lock: lock held by %p", holder);
272         }
273         crit_enter_id("softupdates");
274         lk->lkt_held = curthread;
275         lockcnt++;
276 }
277
278 static void
279 free_lock(struct lockit *lk)
280 {
281
282         if (lk->lkt_held == NOHOLDER)
283                 panic("softdep_unlock: lock not held");
284         lk->lkt_held = NOHOLDER;
285         crit_exit_id("softupdates");
286 }
287
288 /*
289  * Function to release soft updates lock and panic.
290  */
291 void
292 softdep_panic(char *msg)
293 {
294
295         if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
296                 FREE_LOCK(&lk);
297         panic(msg);
298 }
299 #endif /* DEBUG */
300
301 static  int interlocked_sleep(struct lockit *, int, void *, int,
302             const char *, int);
303
304 /*
305  * When going to sleep, we must save our SPL so that it does
306  * not get lost if some other process uses the lock while we
307  * are sleeping. We restore it after we have slept. This routine
308  * wraps the interlocking with functions that sleep. The list
309  * below enumerates the available set of operations.
310  */
311 #define UNKNOWN         0
312 #define SLEEP           1
313 #define LOCKBUF         2
314
315 static int
316 interlocked_sleep(struct lockit *lk, int op, void *ident, int flags,
317                   const char *wmesg, int timo)
318 {
319         thread_t holder;
320         int s, retval;
321
322         s = lk->lkt_spl;
323 #       ifdef DEBUG
324         if (lk->lkt_held == NOHOLDER)
325                 panic("interlocked_sleep: lock not held");
326         lk->lkt_held = NOHOLDER;
327 #       endif /* DEBUG */
328         switch (op) {
329         case SLEEP:
330                 retval = tsleep(ident, flags, wmesg, timo);
331                 break;
332         case LOCKBUF:
333                 retval = BUF_LOCK((struct buf *)ident, flags);
334                 break;
335         default:
336                 panic("interlocked_sleep: unknown operation");
337         }
338 #       ifdef DEBUG
339         if (lk->lkt_held != NOHOLDER) {
340                 holder = lk->lkt_held;
341                 FREE_LOCK(lk);
342                 if (holder == curthread)
343                         panic("interlocked_sleep: locking against self");
344                 else
345                         panic("interlocked_sleep: lock held by %p", holder);
346         }
347         lk->lkt_held = curthread;
348         lockcnt++;
349 #       endif /* DEBUG */
350         lk->lkt_spl = s;
351         return (retval);
352 }
353
354 /*
355  * Place holder for real semaphores.
356  */
357 struct sema {
358         int     value;
359         thread_t holder;
360         char    *name;
361         int     prio;
362         int     timo;
363 };
364 static  void sema_init(struct sema *, char *, int, int);
365 static  int sema_get(struct sema *, struct lockit *);
366 static  void sema_release(struct sema *);
367
368 static void
369 sema_init(struct sema *semap, char *name, int prio, int timo)
370 {
371
372         semap->holder = NOHOLDER;
373         semap->value = 0;
374         semap->name = name;
375         semap->prio = prio;
376         semap->timo = timo;
377 }
378
379 static int
380 sema_get(struct sema *semap, struct lockit *interlock)
381 {
382
383         if (semap->value++ > 0) {
384                 if (interlock != NULL) {
385                         interlocked_sleep(interlock, SLEEP, (caddr_t)semap,
386                             semap->prio, semap->name, semap->timo);
387                         FREE_LOCK(interlock);
388                 } else {
389                         tsleep((caddr_t)semap, semap->prio, semap->name,
390                             semap->timo);
391                 }
392                 return (0);
393         }
394         semap->holder = curthread;
395         if (interlock != NULL)
396                 FREE_LOCK(interlock);
397         return (1);
398 }
399
400 static void
401 sema_release(struct sema *semap)
402 {
403
404         if (semap->value <= 0 || semap->holder != curthread) {
405                 if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
406                         FREE_LOCK(&lk);
407                 panic("sema_release: not held");
408         }
409         if (--semap->value > 0) {
410                 semap->value = 0;
411                 wakeup(semap);
412         }
413         semap->holder = NOHOLDER;
414 }
415
416 /*
417  * Worklist queue management.
418  * These routines require that the lock be held.
419  */
420 #ifndef /* NOT */ DEBUG
421 #define WORKLIST_INSERT(head, item) do {        \
422         (item)->wk_state |= ONWORKLIST;         \
423         LIST_INSERT_HEAD(head, item, wk_list);  \
424 } while (0)
425
426 #define WORKLIST_INSERT_BP(bp, item) do {       \
427         (item)->wk_state |= ONWORKLIST;         \
428         (bp)->b_ops = &softdep_bioops;          \
429         LIST_INSERT_HEAD(&(bp)->b_dep, item, wk_list);  \
430 } while (0)
431
432 #define WORKLIST_REMOVE(item) do {              \
433         (item)->wk_state &= ~ONWORKLIST;        \
434         LIST_REMOVE(item, wk_list);             \
435 } while (0)
436
437 #define WORKITEM_FREE(item, type) FREE(item, DtoM(type))
438
439 #else /* DEBUG */
440 static  void worklist_insert(struct workhead *, struct worklist *);
441 static  void worklist_remove(struct worklist *);
442 static  void workitem_free(struct worklist *, int);
443
444 #define WORKLIST_INSERT_BP(bp, item) do {       \
445         (bp)->b_ops = &softdep_bioops;          \
446         worklist_insert(&(bp)->b_dep, item);    \
447 } while (0)
448
449 #define WORKLIST_INSERT(head, item) worklist_insert(head, item)
450 #define WORKLIST_REMOVE(item) worklist_remove(item)
451 #define WORKITEM_FREE(item, type) workitem_free((struct worklist *)item, type)
452
453 static void
454 worklist_insert(struct workhead *head, struct worklist *item)
455 {
456
457         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
458                 panic("worklist_insert: lock not held");
459         if (item->wk_state & ONWORKLIST) {
460                 FREE_LOCK(&lk);
461                 panic("worklist_insert: already on list");
462         }
463         item->wk_state |= ONWORKLIST;
464         LIST_INSERT_HEAD(head, item, wk_list);
465 }
466
467 static void
468 worklist_remove(struct worklist *item)
469 {
470
471         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
472                 panic("worklist_remove: lock not held");
473         if ((item->wk_state & ONWORKLIST) == 0) {
474                 FREE_LOCK(&lk);
475                 panic("worklist_remove: not on list");
476         }
477         item->wk_state &= ~ONWORKLIST;
478         LIST_REMOVE(item, wk_list);
479 }
480
481 static void
482 workitem_free(struct worklist *item, int type)
483 {
484
485         if (item->wk_state & ONWORKLIST) {
486                 if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
487                         FREE_LOCK(&lk);
488                 panic("workitem_free: still on list");
489         }
490         if (item->wk_type != type) {
491                 if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
492                         FREE_LOCK(&lk);
493                 panic("workitem_free: type mismatch");
494         }
495         FREE(item, DtoM(type));
496 }
497 #endif /* DEBUG */
498
499 /*
500  * Workitem queue management
501  */
502 static struct workhead softdep_workitem_pending;
503 static int num_on_worklist;     /* number of worklist items to be processed */
504 static int softdep_worklist_busy; /* 1 => trying to do unmount */
505 static int softdep_worklist_req; /* serialized waiters */
506 static int max_softdeps;        /* maximum number of structs before slowdown */
507 static int tickdelay = 2;       /* number of ticks to pause during slowdown */
508 static int *stat_countp;        /* statistic to count in proc_waiting timeout */
509 static int proc_waiting;        /* tracks whether we have a timeout posted */
510 static struct callout handle; /* handle on posted proc_waiting timeout */
511 static struct thread *filesys_syncer; /* proc of filesystem syncer process */
512 static int req_clear_inodedeps; /* syncer process flush some inodedeps */
513 #define FLUSH_INODES    1
514 static int req_clear_remove;    /* syncer process flush some freeblks */
515 #define FLUSH_REMOVE    2
516 /*
517  * runtime statistics
518  */
519 static int stat_worklist_push;  /* number of worklist cleanups */
520 static int stat_blk_limit_push; /* number of times block limit neared */
521 static int stat_ino_limit_push; /* number of times inode limit neared */
522 static int stat_blk_limit_hit;  /* number of times block slowdown imposed */
523 static int stat_ino_limit_hit;  /* number of times inode slowdown imposed */
524 static int stat_sync_limit_hit; /* number of synchronous slowdowns imposed */
525 static int stat_indir_blk_ptrs; /* bufs redirtied as indir ptrs not written */
526 static int stat_inode_bitmap;   /* bufs redirtied as inode bitmap not written */
527 static int stat_direct_blk_ptrs;/* bufs redirtied as direct ptrs not written */
528 static int stat_dir_entry;      /* bufs redirtied as dir entry cannot write */
529 #ifdef DEBUG
530 #include <vm/vm.h>
531 #include <sys/sysctl.h>
532 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, max_softdeps, CTLFLAG_RW, &max_softdeps, 0, "");
533 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tickdelay, CTLFLAG_RW, &tickdelay, 0, "");
534 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, worklist_push, CTLFLAG_RW, &stat_worklist_push, 0,"");
535 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, blk_limit_push, CTLFLAG_RW, &stat_blk_limit_push, 0,"");
536 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ino_limit_push, CTLFLAG_RW, &stat_ino_limit_push, 0,"");
537 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, blk_limit_hit, CTLFLAG_RW, &stat_blk_limit_hit, 0, "");
538 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ino_limit_hit, CTLFLAG_RW, &stat_ino_limit_hit, 0, "");
539 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, sync_limit_hit, CTLFLAG_RW, &stat_sync_limit_hit, 0, "");
540 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, indir_blk_ptrs, CTLFLAG_RW, &stat_indir_blk_ptrs, 0, "");
541 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, inode_bitmap, CTLFLAG_RW, &stat_inode_bitmap, 0, "");
542 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, direct_blk_ptrs, CTLFLAG_RW, &stat_direct_blk_ptrs, 0, "");
543 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, dir_entry, CTLFLAG_RW, &stat_dir_entry, 0, "");
544 #endif /* DEBUG */
545
546 /*
547  * Add an item to the end of the work queue.
548  * This routine requires that the lock be held.
549  * This is the only routine that adds items to the list.
550  * The following routine is the only one that removes items
551  * and does so in order from first to last.
552  */
553 static void
554 add_to_worklist(struct worklist *wk)
555 {
556         static struct worklist *worklist_tail;
557
558         if (wk->wk_state & ONWORKLIST) {
559                 if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
560                         FREE_LOCK(&lk);
561                 panic("add_to_worklist: already on list");
562         }
563         wk->wk_state |= ONWORKLIST;
564         if (LIST_FIRST(&softdep_workitem_pending) == NULL)
565                 LIST_INSERT_HEAD(&softdep_workitem_pending, wk, wk_list);
566         else
567                 LIST_INSERT_AFTER(worklist_tail, wk, wk_list);
568         worklist_tail = wk;
569         num_on_worklist += 1;
570 }
571
572 /*
573  * Process that runs once per second to handle items in the background queue.
574  *
575  * Note that we ensure that everything is done in the order in which they
576  * appear in the queue. The code below depends on this property to ensure
577  * that blocks of a file are freed before the inode itself is freed. This
578  * ordering ensures that no new <vfsid, inum, lbn> triples will be generated
579  * until all the old ones have been purged from the dependency lists.
580  *
581  * bioops callback - hold io_token
582  */
583 static int 
584 softdep_process_worklist(struct mount *matchmnt)
585 {
586         thread_t td = curthread;
587         int matchcnt, loopcount;
588         long starttime;
589
590         get_mplock();
591
592         /*
593          * Record the process identifier of our caller so that we can give
594          * this process preferential treatment in request_cleanup below.
595          */
596         filesys_syncer = td;
597         matchcnt = 0;
598
599         /*
600          * There is no danger of having multiple processes run this
601          * code, but we have to single-thread it when softdep_flushfiles()
602          * is in operation to get an accurate count of the number of items
603          * related to its mount point that are in the list.
604          */
605         if (matchmnt == NULL) {
606                 if (softdep_worklist_busy < 0) {
607                         matchcnt = -1;
608                         goto done;
609                 }
610                 softdep_worklist_busy += 1;
611         }
612
613         /*
614          * If requested, try removing inode or removal dependencies.
615          */
616         if (req_clear_inodedeps) {
617                 clear_inodedeps(td);
618                 req_clear_inodedeps -= 1;
619                 wakeup_one(&proc_waiting);
620         }
621         if (req_clear_remove) {
622                 clear_remove(td);
623                 req_clear_remove -= 1;
624                 wakeup_one(&proc_waiting);
625         }
626         loopcount = 1;
627         starttime = time_second;
628         while (num_on_worklist > 0) {
629                 matchcnt += process_worklist_item(matchmnt, 0);
630
631                 /*
632                  * If a umount operation wants to run the worklist
633                  * accurately, abort.
634                  */
635                 if (softdep_worklist_req && matchmnt == NULL) {
636                         matchcnt = -1;
637                         break;
638                 }
639
640                 /*
641                  * If requested, try removing inode or removal dependencies.
642                  */
643                 if (req_clear_inodedeps) {
644                         clear_inodedeps(td);
645                         req_clear_inodedeps -= 1;
646                         wakeup_one(&proc_waiting);
647                 }
648                 if (req_clear_remove) {
649                         clear_remove(td);
650                         req_clear_remove -= 1;
651                         wakeup_one(&proc_waiting);
652                 }
653                 /*
654                  * We do not generally want to stop for buffer space, but if
655                  * we are really being a buffer hog, we will stop and wait.
656                  */
657                 if (loopcount++ % 128 == 0)
658                         bwillinode(1);
659                 /*
660                  * Never allow processing to run for more than one
661                  * second. Otherwise the other syncer tasks may get
662                  * excessively backlogged.
663                  */
664                 if (starttime != time_second && matchmnt == NULL) {
665                         matchcnt = -1;
666                         break;
667                 }
668         }
669         if (matchmnt == NULL) {
670                 --softdep_worklist_busy;
671                 if (softdep_worklist_req && softdep_worklist_busy == 0)
672                         wakeup(&softdep_worklist_req);
673         }
674 done:
675         rel_mplock();
676         return (matchcnt);
677 }
678
679 /*
680  * Process one item on the worklist.
681  */
682 static int
683 process_worklist_item(struct mount *matchmnt, int flags)
684 {
685         struct worklist *wk;
686         struct dirrem *dirrem;
687         struct fs *matchfs;
688         struct vnode *vp;
689         int matchcnt = 0;
690
691         matchfs = NULL;
692         if (matchmnt != NULL)
693                 matchfs = VFSTOUFS(matchmnt)->um_fs;
694         ACQUIRE_LOCK(&lk);
695         /*
696          * Normally we just process each item on the worklist in order.
697          * However, if we are in a situation where we cannot lock any
698          * inodes, we have to skip over any dirrem requests whose
699          * vnodes are resident and locked.
700          */
701         LIST_FOREACH(wk, &softdep_workitem_pending, wk_list) {
702                 if ((flags & LK_NOWAIT) == 0 || wk->wk_type != D_DIRREM)
703                         break;
704                 dirrem = WK_DIRREM(wk);
705                 vp = ufs_ihashlookup(VFSTOUFS(dirrem->dm_mnt)->um_dev,
706                     dirrem->dm_oldinum);
707                 if (vp == NULL || !vn_islocked(vp))
708                         break;
709         }
710         if (wk == 0) {
711                 FREE_LOCK(&lk);
712                 return (0);
713         }
714         WORKLIST_REMOVE(wk);
715         num_on_worklist -= 1;
716         FREE_LOCK(&lk);
717         switch (wk->wk_type) {
718
719         case D_DIRREM:
720                 /* removal of a directory entry */
721                 if (WK_DIRREM(wk)->dm_mnt == matchmnt)
722                         matchcnt += 1;
723                 handle_workitem_remove(WK_DIRREM(wk));
724                 break;
725
726         case D_FREEBLKS:
727                 /* releasing blocks and/or fragments from a file */
728                 if (WK_FREEBLKS(wk)->fb_fs == matchfs)
729                         matchcnt += 1;
730                 handle_workitem_freeblocks(WK_FREEBLKS(wk));
731                 break;
732
733         case D_FREEFRAG:
734                 /* releasing a fragment when replaced as a file grows */
735                 if (WK_FREEFRAG(wk)->ff_fs == matchfs)
736                         matchcnt += 1;
737                 handle_workitem_freefrag(WK_FREEFRAG(wk));
738                 break;
739
740         case D_FREEFILE:
741                 /* releasing an inode when its link count drops to 0 */
742                 if (WK_FREEFILE(wk)->fx_fs == matchfs)
743                         matchcnt += 1;
744                 handle_workitem_freefile(WK_FREEFILE(wk));
745                 break;
746
747         default:
748                 panic("%s_process_worklist: Unknown type %s",
749                     "softdep", TYPENAME(wk->wk_type));
750                 /* NOTREACHED */
751         }
752         return (matchcnt);
753 }
754
755 /*
756  * Move dependencies from one buffer to another.
757  *
758  * bioops callback - hold io_token
759  */
760 static void
761 softdep_move_dependencies(struct buf *oldbp, struct buf *newbp)
762 {
763         struct worklist *wk, *wktail;
764
765         get_mplock();
766         if (LIST_FIRST(&newbp->b_dep) != NULL)
767                 panic("softdep_move_dependencies: need merge code");
768         wktail = NULL;
769         ACQUIRE_LOCK(&lk);
770         while ((wk = LIST_FIRST(&oldbp->b_dep)) != NULL) {
771                 LIST_REMOVE(wk, wk_list);
772                 if (wktail == NULL)
773                         LIST_INSERT_HEAD(&newbp->b_dep, wk, wk_list);
774                 else
775                         LIST_INSERT_AFTER(wktail, wk, wk_list);
776                 wktail = wk;
777                 newbp->b_ops = &softdep_bioops;
778         }
779         FREE_LOCK(&lk);
780         rel_mplock();
781 }
782
783 /*
784  * Purge the work list of all items associated with a particular mount point.
785  */
786 int
787 softdep_flushfiles(struct mount *oldmnt, int flags)
788 {
789         struct vnode *devvp;
790         int error, loopcnt;
791
792         /*
793          * Await our turn to clear out the queue, then serialize access.
794          */
795         while (softdep_worklist_busy != 0) {
796                 softdep_worklist_req += 1;
797                 tsleep(&softdep_worklist_req, 0, "softflush", 0);
798                 softdep_worklist_req -= 1;
799         }
800         softdep_worklist_busy = -1;
801
802         if ((error = ffs_flushfiles(oldmnt, flags)) != 0) {
803                 softdep_worklist_busy = 0;
804                 if (softdep_worklist_req)
805                         wakeup(&softdep_worklist_req);
806                 return (error);
807         }
808         /*
809          * Alternately flush the block device associated with the mount
810          * point and process any dependencies that the flushing
811          * creates. In theory, this loop can happen at most twice,
812          * but we give it a few extra just to be sure.
813          */
814         devvp = VFSTOUFS(oldmnt)->um_devvp;
815         for (loopcnt = 10; loopcnt > 0; ) {
816                 if (softdep_process_worklist(oldmnt) == 0) {
817                         loopcnt--;
818                         /*
819                          * Do another flush in case any vnodes were brought in
820                          * as part of the cleanup operations.
821                          */
822                         if ((error = ffs_flushfiles(oldmnt, flags)) != 0)
823                                 break;
824                         /*
825                          * If we still found nothing to do, we are really done.
826                          */
827                         if (softdep_process_worklist(oldmnt) == 0)
828                                 break;
829                 }
830                 vn_lock(devvp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
831                 error = VOP_FSYNC(devvp, MNT_WAIT, 0);
832                 vn_unlock(devvp);
833                 if (error)
834                         break;
835         }
836         softdep_worklist_busy = 0;
837         if (softdep_worklist_req)
838                 wakeup(&softdep_worklist_req);
839
840         /*
841          * If we are unmounting then it is an error to fail. If we
842          * are simply trying to downgrade to read-only, then filesystem
843          * activity can keep us busy forever, so we just fail with EBUSY.
844          */
845         if (loopcnt == 0) {
846                 if (oldmnt->mnt_kern_flag & MNTK_UNMOUNT)
847                         panic("softdep_flushfiles: looping");
848                 error = EBUSY;
849         }
850         return (error);
851 }
852
853 /*
854  * Structure hashing.
855  * 
856  * There are three types of structures that can be looked up:
857  *      1) pagedep structures identified by mount point, inode number,
858  *         and logical block.
859  *      2) inodedep structures identified by mount point and inode number.
860  *      3) newblk structures identified by mount point and
861  *         physical block number.
862  *
863  * The "pagedep" and "inodedep" dependency structures are hashed
864  * separately from the file blocks and inodes to which they correspond.
865  * This separation helps when the in-memory copy of an inode or
866  * file block must be replaced. It also obviates the need to access
867  * an inode or file page when simply updating (or de-allocating)
868  * dependency structures. Lookup of newblk structures is needed to
869  * find newly allocated blocks when trying to associate them with
870  * their allocdirect or allocindir structure.
871  *
872  * The lookup routines optionally create and hash a new instance when
873  * an existing entry is not found.
874  */
875 #define DEPALLOC        0x0001  /* allocate structure if lookup fails */
876 #define NODELAY         0x0002  /* cannot do background work */
877
878 /*
879  * Structures and routines associated with pagedep caching.
880  */
881 LIST_HEAD(pagedep_hashhead, pagedep) *pagedep_hashtbl;
882 u_long  pagedep_hash;           /* size of hash table - 1 */
883 #define PAGEDEP_HASH(mp, inum, lbn) \
884         (&pagedep_hashtbl[((((register_t)(mp)) >> 13) + (inum) + (lbn)) & \
885             pagedep_hash])
886 static struct sema pagedep_in_progress;
887
888 /*
889  * Helper routine for pagedep_lookup()
890  */
891 static __inline
892 struct pagedep *
893 pagedep_find(struct pagedep_hashhead *pagedephd, ino_t ino, ufs_lbn_t lbn,
894              struct mount *mp)
895 {
896         struct pagedep *pagedep;
897
898         LIST_FOREACH(pagedep, pagedephd, pd_hash) {
899                 if (ino == pagedep->pd_ino &&
900                     lbn == pagedep->pd_lbn &&
901                     mp == pagedep->pd_mnt) {
902                         return (pagedep);
903                 }
904         }
905         return(NULL);
906 }
907
908 /*
909  * Look up a pagedep. Return 1 if found, 0 if not found.
910  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
911  * Found or allocated entry is returned in pagedeppp.
912  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
913  */
914 static int
915 pagedep_lookup(struct inode *ip, ufs_lbn_t lbn, int flags,
916                struct pagedep **pagedeppp)
917 {
918         struct pagedep *pagedep;
919         struct pagedep_hashhead *pagedephd;
920         struct mount *mp;
921         int i;
922
923 #ifdef DEBUG
924         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
925                 panic("pagedep_lookup: lock not held");
926 #endif
927         mp = ITOV(ip)->v_mount;
928         pagedephd = PAGEDEP_HASH(mp, ip->i_number, lbn);
929 top:
930         *pagedeppp = pagedep_find(pagedephd, ip->i_number, lbn, mp);
931         if (*pagedeppp)
932                 return(1);
933         if ((flags & DEPALLOC) == 0)
934                 return (0);
935         if (sema_get(&pagedep_in_progress, &lk) == 0) {
936                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
937                 goto top;
938         }
939         MALLOC(pagedep, struct pagedep *, sizeof(struct pagedep), M_PAGEDEP,
940                 M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
941
942         if (pagedep_find(pagedephd, ip->i_number, lbn, mp)) {
943                 kprintf("pagedep_lookup: blocking race avoided\n");
944                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
945                 sema_release(&pagedep_in_progress);
946                 kfree(pagedep, M_PAGEDEP);
947                 goto top;
948         }
949
950         pagedep->pd_list.wk_type = D_PAGEDEP;
951         pagedep->pd_mnt = mp;
952         pagedep->pd_ino = ip->i_number;
953         pagedep->pd_lbn = lbn;
954         LIST_INIT(&pagedep->pd_dirremhd);
955         LIST_INIT(&pagedep->pd_pendinghd);
956         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
957                 LIST_INIT(&pagedep->pd_diraddhd[i]);
958         ACQUIRE_LOCK(&lk);
959         LIST_INSERT_HEAD(pagedephd, pagedep, pd_hash);
960         sema_release(&pagedep_in_progress);
961         *pagedeppp = pagedep;
962         return (0);
963 }
964
965 /*
966  * Structures and routines associated with inodedep caching.
967  */
968 LIST_HEAD(inodedep_hashhead, inodedep) *inodedep_hashtbl;
969 static u_long   inodedep_hash;  /* size of hash table - 1 */
970 static long     num_inodedep;   /* number of inodedep allocated */
971 #define INODEDEP_HASH(fs, inum) \
972       (&inodedep_hashtbl[((((register_t)(fs)) >> 13) + (inum)) & inodedep_hash])
973 static struct sema inodedep_in_progress;
974
975 /*
976  * Helper routine for inodedep_lookup()
977  */
978 static __inline
979 struct inodedep *
980 inodedep_find(struct inodedep_hashhead *inodedephd, struct fs *fs, ino_t inum)
981 {
982         struct inodedep *inodedep;
983
984         LIST_FOREACH(inodedep, inodedephd, id_hash) {
985                 if (inum == inodedep->id_ino && fs == inodedep->id_fs)
986                         return(inodedep);
987         }
988         return (NULL);
989 }
990
991 /*
992  * Look up a inodedep. Return 1 if found, 0 if not found.
993  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
994  * Found or allocated entry is returned in inodedeppp.
995  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
996  */
997 static int
998 inodedep_lookup(struct fs *fs, ino_t inum, int flags,
999                 struct inodedep **inodedeppp)
1000 {
1001         struct inodedep *inodedep;
1002         struct inodedep_hashhead *inodedephd;
1003         int firsttry;
1004
1005 #ifdef DEBUG
1006         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
1007                 panic("inodedep_lookup: lock not held");
1008 #endif
1009         firsttry = 1;
1010         inodedephd = INODEDEP_HASH(fs, inum);
1011 top:
1012         *inodedeppp = inodedep_find(inodedephd, fs, inum);
1013         if (*inodedeppp)
1014                 return (1);
1015         if ((flags & DEPALLOC) == 0)
1016                 return (0);
1017         /*
1018          * If we are over our limit, try to improve the situation.
1019          */
1020         if (num_inodedep > max_softdeps && firsttry && 
1021             speedup_syncer() == 0 && (flags & NODELAY) == 0 &&
1022             request_cleanup(FLUSH_INODES, 1)) {
1023                 firsttry = 0;
1024                 goto top;
1025         }
1026         if (sema_get(&inodedep_in_progress, &lk) == 0) {
1027                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
1028                 goto top;
1029         }
1030         MALLOC(inodedep, struct inodedep *, sizeof(struct inodedep),
1031                 M_INODEDEP, M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1032         if (inodedep_find(inodedephd, fs, inum)) {
1033                 kprintf("inodedep_lookup: blocking race avoided\n");
1034                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
1035                 sema_release(&inodedep_in_progress);
1036                 kfree(inodedep, M_INODEDEP);
1037                 goto top;
1038         }
1039         inodedep->id_list.wk_type = D_INODEDEP;
1040         inodedep->id_fs = fs;
1041         inodedep->id_ino = inum;
1042         inodedep->id_state = ALLCOMPLETE;
1043         inodedep->id_nlinkdelta = 0;
1044         inodedep->id_savedino = NULL;
1045         inodedep->id_savedsize = -1;
1046         inodedep->id_buf = NULL;
1047         LIST_INIT(&inodedep->id_pendinghd);
1048         LIST_INIT(&inodedep->id_inowait);
1049         LIST_INIT(&inodedep->id_bufwait);
1050         TAILQ_INIT(&inodedep->id_inoupdt);
1051         TAILQ_INIT(&inodedep->id_newinoupdt);
1052         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1053         num_inodedep += 1;
1054         LIST_INSERT_HEAD(inodedephd, inodedep, id_hash);
1055         sema_release(&inodedep_in_progress);
1056         *inodedeppp = inodedep;
1057         return (0);
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Structures and routines associated with newblk caching.
1062  */
1063 LIST_HEAD(newblk_hashhead, newblk) *newblk_hashtbl;
1064 u_long  newblk_hash;            /* size of hash table - 1 */
1065 #define NEWBLK_HASH(fs, inum) \
1066         (&newblk_hashtbl[((((register_t)(fs)) >> 13) + (inum)) & newblk_hash])
1067 static struct sema newblk_in_progress;
1068
1069 /*
1070  * Helper routine for newblk_lookup()
1071  */
1072 static __inline
1073 struct newblk *
1074 newblk_find(struct newblk_hashhead *newblkhd, struct fs *fs, 
1075             ufs_daddr_t newblkno)
1076 {
1077         struct newblk *newblk;
1078
1079         LIST_FOREACH(newblk, newblkhd, nb_hash) {
1080                 if (newblkno == newblk->nb_newblkno && fs == newblk->nb_fs)
1081                         return (newblk);
1082         }
1083         return(NULL);
1084 }
1085
1086 /*
1087  * Look up a newblk. Return 1 if found, 0 if not found.
1088  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
1089  * Found or allocated entry is returned in newblkpp.
1090  */
1091 static int
1092 newblk_lookup(struct fs *fs, ufs_daddr_t newblkno, int flags,
1093               struct newblk **newblkpp)
1094 {
1095         struct newblk *newblk;
1096         struct newblk_hashhead *newblkhd;
1097
1098         newblkhd = NEWBLK_HASH(fs, newblkno);
1099 top:
1100         *newblkpp = newblk_find(newblkhd, fs, newblkno);
1101         if (*newblkpp)
1102                 return(1);
1103         if ((flags & DEPALLOC) == 0)
1104                 return (0);
1105         if (sema_get(&newblk_in_progress, 0) == 0)
1106                 goto top;
1107         MALLOC(newblk, struct newblk *, sizeof(struct newblk),
1108                 M_NEWBLK, M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1109
1110         if (newblk_find(newblkhd, fs, newblkno)) {
1111                 kprintf("newblk_lookup: blocking race avoided\n");
1112                 sema_release(&pagedep_in_progress);
1113                 kfree(newblk, M_NEWBLK);
1114                 goto top;
1115         }
1116         newblk->nb_state = 0;
1117         newblk->nb_fs = fs;
1118         newblk->nb_newblkno = newblkno;
1119         LIST_INSERT_HEAD(newblkhd, newblk, nb_hash);
1120         sema_release(&newblk_in_progress);
1121         *newblkpp = newblk;
1122         return (0);
1123 }
1124
1125 /*
1126  * Executed during filesystem system initialization before
1127  * mounting any filesystems.
1128  */
1129 void 
1130 softdep_initialize(void)
1131 {
1132         callout_init(&handle);
1133
1134         LIST_INIT(&mkdirlisthd);
1135         LIST_INIT(&softdep_workitem_pending);
1136         max_softdeps = min(desiredvnodes * 8,
1137                 M_INODEDEP->ks_limit / (2 * sizeof(struct inodedep)));
1138         pagedep_hashtbl = hashinit(desiredvnodes / 5, M_PAGEDEP,
1139             &pagedep_hash);
1140         sema_init(&pagedep_in_progress, "pagedep", 0, 0);
1141         inodedep_hashtbl = hashinit(desiredvnodes, M_INODEDEP, &inodedep_hash);
1142         sema_init(&inodedep_in_progress, "inodedep", 0, 0);
1143         newblk_hashtbl = hashinit(64, M_NEWBLK, &newblk_hash);
1144         sema_init(&newblk_in_progress, "newblk", 0, 0);
1145         add_bio_ops(&softdep_bioops);
1146 }
1147
1148 /*
1149  * Called at mount time to notify the dependency code that a
1150  * filesystem wishes to use it.
1151  */
1152 int
1153 softdep_mount(struct vnode *devvp, struct mount *mp, struct fs *fs)
1154 {
1155         struct csum cstotal;
1156         struct cg *cgp;
1157         struct buf *bp;
1158         int error, cyl;
1159
1160         mp->mnt_flag &= ~MNT_ASYNC;
1161         mp->mnt_flag |= MNT_SOFTDEP;
1162         mp->mnt_bioops = &softdep_bioops;
1163         /*
1164          * When doing soft updates, the counters in the
1165          * superblock may have gotten out of sync, so we have
1166          * to scan the cylinder groups and recalculate them.
1167          */
1168         if (fs->fs_clean != 0)
1169                 return (0);
1170         bzero(&cstotal, sizeof cstotal);
1171         for (cyl = 0; cyl < fs->fs_ncg; cyl++) {
1172                 if ((error = bread(devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, cyl)),
1173                                    fs->fs_cgsize, &bp)) != 0) {
1174                         brelse(bp);
1175                         return (error);
1176                 }
1177                 cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1178                 cstotal.cs_nffree += cgp->cg_cs.cs_nffree;
1179                 cstotal.cs_nbfree += cgp->cg_cs.cs_nbfree;
1180                 cstotal.cs_nifree += cgp->cg_cs.cs_nifree;
1181                 cstotal.cs_ndir += cgp->cg_cs.cs_ndir;
1182                 fs->fs_cs(fs, cyl) = cgp->cg_cs;
1183                 brelse(bp);
1184         }
1185 #ifdef DEBUG
1186         if (bcmp(&cstotal, &fs->fs_cstotal, sizeof cstotal))
1187                 kprintf("ffs_mountfs: superblock updated for soft updates\n");
1188 #endif
1189         bcopy(&cstotal, &fs->fs_cstotal, sizeof cstotal);
1190         return (0);
1191 }
1192
1193 /*
1194  * Protecting the freemaps (or bitmaps).
1195  * 
1196  * To eliminate the need to execute fsck before mounting a filesystem
1197  * after a power failure, one must (conservatively) guarantee that the
1198  * on-disk copy of the bitmaps never indicate that a live inode or block is
1199  * free.  So, when a block or inode is allocated, the bitmap should be
1200  * updated (on disk) before any new pointers.  When a block or inode is
1201  * freed, the bitmap should not be updated until all pointers have been
1202  * reset.  The latter dependency is handled by the delayed de-allocation
1203  * approach described below for block and inode de-allocation.  The former
1204  * dependency is handled by calling the following procedure when a block or
1205  * inode is allocated. When an inode is allocated an "inodedep" is created
1206  * with its DEPCOMPLETE flag cleared until its bitmap is written to disk.
1207  * Each "inodedep" is also inserted into the hash indexing structure so
1208  * that any additional link additions can be made dependent on the inode
1209  * allocation.
1210  * 
1211  * The ufs filesystem maintains a number of free block counts (e.g., per
1212  * cylinder group, per cylinder and per <cylinder, rotational position> pair)
1213  * in addition to the bitmaps.  These counts are used to improve efficiency
1214  * during allocation and therefore must be consistent with the bitmaps.
1215  * There is no convenient way to guarantee post-crash consistency of these
1216  * counts with simple update ordering, for two main reasons: (1) The counts
1217  * and bitmaps for a single cylinder group block are not in the same disk
1218  * sector.  If a disk write is interrupted (e.g., by power failure), one may
1219  * be written and the other not.  (2) Some of the counts are located in the
1220  * superblock rather than the cylinder group block. So, we focus our soft
1221  * updates implementation on protecting the bitmaps. When mounting a
1222  * filesystem, we recompute the auxiliary counts from the bitmaps.
1223  */
1224
1225 /*
1226  * Called just after updating the cylinder group block to allocate an inode.
1227  *
1228  * Parameters:
1229  *      bp:             buffer for cylgroup block with inode map
1230  *      ip:             inode related to allocation
1231  *      newinum:        new inode number being allocated
1232  */
1233 void
1234 softdep_setup_inomapdep(struct buf *bp, struct inode *ip, ino_t newinum)
1235 {
1236         struct inodedep *inodedep;
1237         struct bmsafemap *bmsafemap;
1238
1239         /*
1240          * Create a dependency for the newly allocated inode.
1241          * Panic if it already exists as something is seriously wrong.
1242          * Otherwise add it to the dependency list for the buffer holding
1243          * the cylinder group map from which it was allocated.
1244          */
1245         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1246         if ((inodedep_lookup(ip->i_fs, newinum, DEPALLOC|NODELAY, &inodedep))) {
1247                 FREE_LOCK(&lk);
1248                 panic("softdep_setup_inomapdep: found inode");
1249         }
1250         inodedep->id_buf = bp;
1251         inodedep->id_state &= ~DEPCOMPLETE;
1252         bmsafemap = bmsafemap_lookup(bp);
1253         LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_inodedephd, inodedep, id_deps);
1254         FREE_LOCK(&lk);
1255 }
1256
1257 /*
1258  * Called just after updating the cylinder group block to
1259  * allocate block or fragment.
1260  *
1261  * Parameters:
1262  *      bp:             buffer for cylgroup block with block map
1263  *      fs:             filesystem doing allocation
1264  *      newblkno:       number of newly allocated block
1265  */
1266 void
1267 softdep_setup_blkmapdep(struct buf *bp, struct fs *fs,
1268                         ufs_daddr_t newblkno)
1269 {
1270         struct newblk *newblk;
1271         struct bmsafemap *bmsafemap;
1272
1273         /*
1274          * Create a dependency for the newly allocated block.
1275          * Add it to the dependency list for the buffer holding
1276          * the cylinder group map from which it was allocated.
1277          */
1278         if (newblk_lookup(fs, newblkno, DEPALLOC, &newblk) != 0)
1279                 panic("softdep_setup_blkmapdep: found block");
1280         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1281         newblk->nb_bmsafemap = bmsafemap = bmsafemap_lookup(bp);
1282         LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_newblkhd, newblk, nb_deps);
1283         FREE_LOCK(&lk);
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Find the bmsafemap associated with a cylinder group buffer.
1288  * If none exists, create one. The buffer must be locked when
1289  * this routine is called and this routine must be called with
1290  * splbio interrupts blocked.
1291  */
1292 static struct bmsafemap *
1293 bmsafemap_lookup(struct buf *bp)
1294 {
1295         struct bmsafemap *bmsafemap;
1296         struct worklist *wk;
1297
1298 #ifdef DEBUG
1299         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
1300                 panic("bmsafemap_lookup: lock not held");
1301 #endif
1302         LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
1303                 if (wk->wk_type == D_BMSAFEMAP)
1304                         return (WK_BMSAFEMAP(wk));
1305         }
1306         FREE_LOCK(&lk);
1307         MALLOC(bmsafemap, struct bmsafemap *, sizeof(struct bmsafemap),
1308                 M_BMSAFEMAP, M_SOFTDEP_FLAGS);
1309         bmsafemap->sm_list.wk_type = D_BMSAFEMAP;
1310         bmsafemap->sm_list.wk_state = 0;
1311         bmsafemap->sm_buf = bp;
1312         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_allocdirecthd);
1313         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_allocindirhd);
1314         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_inodedephd);
1315         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_newblkhd);
1316         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1317         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &bmsafemap->sm_list);
1318         return (bmsafemap);
1319 }
1320
1321 /*
1322  * Direct block allocation dependencies.
1323  * 
1324  * When a new block is allocated, the corresponding disk locations must be
1325  * initialized (with zeros or new data) before the on-disk inode points to
1326  * them.  Also, the freemap from which the block was allocated must be
1327  * updated (on disk) before the inode's pointer. These two dependencies are
1328  * independent of each other and are needed for all file blocks and indirect
1329  * blocks that are pointed to directly by the inode.  Just before the
1330  * "in-core" version of the inode is updated with a newly allocated block
1331  * number, a procedure (below) is called to setup allocation dependency
1332  * structures.  These structures are removed when the corresponding
1333  * dependencies are satisfied or when the block allocation becomes obsolete
1334  * (i.e., the file is deleted, the block is de-allocated, or the block is a
1335  * fragment that gets upgraded).  All of these cases are handled in
1336  * procedures described later.
1337  * 
1338  * When a file extension causes a fragment to be upgraded, either to a larger
1339  * fragment or to a full block, the on-disk location may change (if the
1340  * previous fragment could not simply be extended). In this case, the old
1341  * fragment must be de-allocated, but not until after the inode's pointer has
1342  * been updated. In most cases, this is handled by later procedures, which
1343  * will construct a "freefrag" structure to be added to the workitem queue
1344  * when the inode update is complete (or obsolete).  The main exception to
1345  * this is when an allocation occurs while a pending allocation dependency
1346  * (for the same block pointer) remains.  This case is handled in the main
1347  * allocation dependency setup procedure by immediately freeing the
1348  * unreferenced fragments.
1349  *
1350  * Parameters:
1351  *      ip:             inode to which block is being added
1352  *      lbn:            block pointer within inode
1353  *      newblkno:       disk block number being added
1354  *      oldblkno:       previous block number, 0 unless frag
1355  *      newsize:        size of new block
1356  *      oldsize:        size of new block
1357  *      bp:             bp for allocated block
1358  */ 
1359 void 
1360 softdep_setup_allocdirect(struct inode *ip, ufs_lbn_t lbn, ufs_daddr_t newblkno,
1361                           ufs_daddr_t oldblkno, long newsize, long oldsize,
1362                           struct buf *bp)
1363 {
1364         struct allocdirect *adp, *oldadp;
1365         struct allocdirectlst *adphead;
1366         struct bmsafemap *bmsafemap;
1367         struct inodedep *inodedep;
1368         struct pagedep *pagedep;
1369         struct newblk *newblk;
1370
1371         MALLOC(adp, struct allocdirect *, sizeof(struct allocdirect),
1372                 M_ALLOCDIRECT, M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1373         adp->ad_list.wk_type = D_ALLOCDIRECT;
1374         adp->ad_lbn = lbn;
1375         adp->ad_newblkno = newblkno;
1376         adp->ad_oldblkno = oldblkno;
1377         adp->ad_newsize = newsize;
1378         adp->ad_oldsize = oldsize;
1379         adp->ad_state = ATTACHED;
1380         if (newblkno == oldblkno)
1381                 adp->ad_freefrag = NULL;
1382         else
1383                 adp->ad_freefrag = newfreefrag(ip, oldblkno, oldsize);
1384
1385         if (newblk_lookup(ip->i_fs, newblkno, 0, &newblk) == 0)
1386                 panic("softdep_setup_allocdirect: lost block");
1387
1388         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1389         inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, DEPALLOC | NODELAY, &inodedep);
1390         adp->ad_inodedep = inodedep;
1391
1392         if (newblk->nb_state == DEPCOMPLETE) {
1393                 adp->ad_state |= DEPCOMPLETE;
1394                 adp->ad_buf = NULL;
1395         } else {
1396                 bmsafemap = newblk->nb_bmsafemap;
1397                 adp->ad_buf = bmsafemap->sm_buf;
1398                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
1399                 LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_allocdirecthd, adp, ad_deps);
1400         }
1401         LIST_REMOVE(newblk, nb_hash);
1402         FREE(newblk, M_NEWBLK);
1403
1404         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &adp->ad_list);
1405         if (lbn >= NDADDR) {
1406                 /* allocating an indirect block */
1407                 if (oldblkno != 0) {
1408                         FREE_LOCK(&lk);
1409                         panic("softdep_setup_allocdirect: non-zero indir");
1410                 }
1411         } else {
1412                 /*
1413                  * Allocating a direct block.
1414                  *
1415                  * If we are allocating a directory block, then we must
1416                  * allocate an associated pagedep to track additions and
1417                  * deletions.
1418                  */
1419                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR &&
1420                     pagedep_lookup(ip, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0) {
1421                         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &pagedep->pd_list);
1422                 }
1423         }
1424         /*
1425          * The list of allocdirects must be kept in sorted and ascending
1426          * order so that the rollback routines can quickly determine the
1427          * first uncommitted block (the size of the file stored on disk
1428          * ends at the end of the lowest committed fragment, or if there
1429          * are no fragments, at the end of the highest committed block).
1430          * Since files generally grow, the typical case is that the new
1431          * block is to be added at the end of the list. We speed this
1432          * special case by checking against the last allocdirect in the
1433          * list before laboriously traversing the list looking for the
1434          * insertion point.
1435          */
1436         adphead = &inodedep->id_newinoupdt;
1437         oldadp = TAILQ_LAST(adphead, allocdirectlst);
1438         if (oldadp == NULL || oldadp->ad_lbn <= lbn) {
1439                 /* insert at end of list */
1440                 TAILQ_INSERT_TAIL(adphead, adp, ad_next);
1441                 if (oldadp != NULL && oldadp->ad_lbn == lbn)
1442                         allocdirect_merge(adphead, adp, oldadp);
1443                 FREE_LOCK(&lk);
1444                 return;
1445         }
1446         TAILQ_FOREACH(oldadp, adphead, ad_next) {
1447                 if (oldadp->ad_lbn >= lbn)
1448                         break;
1449         }
1450         if (oldadp == NULL) {
1451                 FREE_LOCK(&lk);
1452                 panic("softdep_setup_allocdirect: lost entry");
1453         }
1454         /* insert in middle of list */
1455         TAILQ_INSERT_BEFORE(oldadp, adp, ad_next);
1456         if (oldadp->ad_lbn == lbn)
1457                 allocdirect_merge(adphead, adp, oldadp);
1458         FREE_LOCK(&lk);
1459 }
1460
1461 /*
1462  * Replace an old allocdirect dependency with a newer one.
1463  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
1464  *
1465  * Parameters:
1466  *      adphead:        head of list holding allocdirects
1467  *      newadp:         allocdirect being added
1468  *      oldadp:         existing allocdirect being checked
1469  */
1470 static void
1471 allocdirect_merge(struct allocdirectlst *adphead,
1472                   struct allocdirect *newadp,
1473                   struct allocdirect *oldadp)
1474 {
1475         struct freefrag *freefrag;
1476
1477 #ifdef DEBUG
1478         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
1479                 panic("allocdirect_merge: lock not held");
1480 #endif
1481         if (newadp->ad_oldblkno != oldadp->ad_newblkno ||
1482             newadp->ad_oldsize != oldadp->ad_newsize ||
1483             newadp->ad_lbn >= NDADDR) {
1484                 FREE_LOCK(&lk);
1485                 panic("allocdirect_check: old %d != new %d || lbn %ld >= %d",
1486                     newadp->ad_oldblkno, oldadp->ad_newblkno, newadp->ad_lbn,
1487                     NDADDR);
1488         }
1489         newadp->ad_oldblkno = oldadp->ad_oldblkno;
1490         newadp->ad_oldsize = oldadp->ad_oldsize;
1491         /*
1492          * If the old dependency had a fragment to free or had never
1493          * previously had a block allocated, then the new dependency
1494          * can immediately post its freefrag and adopt the old freefrag.
1495          * This action is done by swapping the freefrag dependencies.
1496          * The new dependency gains the old one's freefrag, and the
1497          * old one gets the new one and then immediately puts it on
1498          * the worklist when it is freed by free_allocdirect. It is
1499          * not possible to do this swap when the old dependency had a
1500          * non-zero size but no previous fragment to free. This condition
1501          * arises when the new block is an extension of the old block.
1502          * Here, the first part of the fragment allocated to the new
1503          * dependency is part of the block currently claimed on disk by
1504          * the old dependency, so cannot legitimately be freed until the
1505          * conditions for the new dependency are fulfilled.
1506          */
1507         if (oldadp->ad_freefrag != NULL || oldadp->ad_oldblkno == 0) {
1508                 freefrag = newadp->ad_freefrag;
1509                 newadp->ad_freefrag = oldadp->ad_freefrag;
1510                 oldadp->ad_freefrag = freefrag;
1511         }
1512         free_allocdirect(adphead, oldadp, 0);
1513 }
1514                 
1515 /*
1516  * Allocate a new freefrag structure if needed.
1517  */
1518 static struct freefrag *
1519 newfreefrag(struct inode *ip, ufs_daddr_t blkno, long size)
1520 {
1521         struct freefrag *freefrag;
1522         struct fs *fs;
1523
1524         if (blkno == 0)
1525                 return (NULL);
1526         fs = ip->i_fs;
1527         if (fragnum(fs, blkno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag)
1528                 panic("newfreefrag: frag size");
1529         MALLOC(freefrag, struct freefrag *, sizeof(struct freefrag),
1530                 M_FREEFRAG, M_SOFTDEP_FLAGS);
1531         freefrag->ff_list.wk_type = D_FREEFRAG;
1532         freefrag->ff_state = ip->i_uid & ~ONWORKLIST;   /* XXX - used below */
1533         freefrag->ff_inum = ip->i_number;
1534         freefrag->ff_fs = fs;
1535         freefrag->ff_devvp = ip->i_devvp;
1536         freefrag->ff_blkno = blkno;
1537         freefrag->ff_fragsize = size;
1538         return (freefrag);
1539 }
1540
1541 /*
1542  * This workitem de-allocates fragments that were replaced during
1543  * file block allocation.
1544  */
1545 static void 
1546 handle_workitem_freefrag(struct freefrag *freefrag)
1547 {
1548         struct inode tip;
1549
1550         tip.i_fs = freefrag->ff_fs;
1551         tip.i_devvp = freefrag->ff_devvp;
1552         tip.i_dev = freefrag->ff_devvp->v_rdev;
1553         tip.i_number = freefrag->ff_inum;
1554         tip.i_uid = freefrag->ff_state & ~ONWORKLIST;   /* XXX - set above */
1555         ffs_blkfree(&tip, freefrag->ff_blkno, freefrag->ff_fragsize);
1556         FREE(freefrag, M_FREEFRAG);
1557 }
1558
1559 /*
1560  * Indirect block allocation dependencies.
1561  * 
1562  * The same dependencies that exist for a direct block also exist when
1563  * a new block is allocated and pointed to by an entry in a block of
1564  * indirect pointers. The undo/redo states described above are also
1565  * used here. Because an indirect block contains many pointers that
1566  * may have dependencies, a second copy of the entire in-memory indirect
1567  * block is kept. The buffer cache copy is always completely up-to-date.
1568  * The second copy, which is used only as a source for disk writes,
1569  * contains only the safe pointers (i.e., those that have no remaining
1570  * update dependencies). The second copy is freed when all pointers
1571  * are safe. The cache is not allowed to replace indirect blocks with
1572  * pending update dependencies. If a buffer containing an indirect
1573  * block with dependencies is written, these routines will mark it
1574  * dirty again. It can only be successfully written once all the
1575  * dependencies are removed. The ffs_fsync routine in conjunction with
1576  * softdep_sync_metadata work together to get all the dependencies
1577  * removed so that a file can be successfully written to disk. Three
1578  * procedures are used when setting up indirect block pointer
1579  * dependencies. The division is necessary because of the organization
1580  * of the "balloc" routine and because of the distinction between file
1581  * pages and file metadata blocks.
1582  */
1583
1584 /*
1585  * Allocate a new allocindir structure.
1586  *
1587  * Parameters:
1588  *      ip:             inode for file being extended
1589  *      ptrno:          offset of pointer in indirect block
1590  *      newblkno:       disk block number being added
1591  *      oldblkno:       previous block number, 0 if none
1592  */
1593 static struct allocindir *
1594 newallocindir(struct inode *ip, int ptrno, ufs_daddr_t newblkno,
1595               ufs_daddr_t oldblkno)
1596 {
1597         struct allocindir *aip;
1598
1599         MALLOC(aip, struct allocindir *, sizeof(struct allocindir),
1600                 M_ALLOCINDIR, M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1601         aip->ai_list.wk_type = D_ALLOCINDIR;
1602         aip->ai_state = ATTACHED;
1603         aip->ai_offset = ptrno;
1604         aip->ai_newblkno = newblkno;
1605         aip->ai_oldblkno = oldblkno;
1606         aip->ai_freefrag = newfreefrag(ip, oldblkno, ip->i_fs->fs_bsize);
1607         return (aip);
1608 }
1609
1610 /*
1611  * Called just before setting an indirect block pointer
1612  * to a newly allocated file page.
1613  *
1614  * Parameters:
1615  *      ip:             inode for file being extended
1616  *      lbn:            allocated block number within file
1617  *      bp:             buffer with indirect blk referencing page
1618  *      ptrno:          offset of pointer in indirect block
1619  *      newblkno:       disk block number being added
1620  *      oldblkno:       previous block number, 0 if none
1621  *      nbp:            buffer holding allocated page
1622  */
1623 void
1624 softdep_setup_allocindir_page(struct inode *ip, ufs_lbn_t lbn,
1625                               struct buf *bp, int ptrno,
1626                               ufs_daddr_t newblkno, ufs_daddr_t oldblkno,
1627                               struct buf *nbp)
1628 {
1629         struct allocindir *aip;
1630         struct pagedep *pagedep;
1631
1632         aip = newallocindir(ip, ptrno, newblkno, oldblkno);
1633         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1634         /*
1635          * If we are allocating a directory page, then we must
1636          * allocate an associated pagedep to track additions and
1637          * deletions.
1638          */
1639         if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR &&
1640             pagedep_lookup(ip, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
1641                 WORKLIST_INSERT_BP(nbp, &pagedep->pd_list);
1642         WORKLIST_INSERT_BP(nbp, &aip->ai_list);
1643         FREE_LOCK(&lk);
1644         setup_allocindir_phase2(bp, ip, aip);
1645 }
1646
1647 /*
1648  * Called just before setting an indirect block pointer to a
1649  * newly allocated indirect block.
1650  * Parameters:
1651  *      nbp:            newly allocated indirect block
1652  *      ip:             inode for file being extended
1653  *      bp:             indirect block referencing allocated block
1654  *      ptrno:          offset of pointer in indirect block
1655  *      newblkno:       disk block number being added
1656  */
1657 void
1658 softdep_setup_allocindir_meta(struct buf *nbp, struct inode *ip,
1659                               struct buf *bp, int ptrno,
1660                               ufs_daddr_t newblkno)
1661 {
1662         struct allocindir *aip;
1663
1664         aip = newallocindir(ip, ptrno, newblkno, 0);
1665         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1666         WORKLIST_INSERT_BP(nbp, &aip->ai_list);
1667         FREE_LOCK(&lk);
1668         setup_allocindir_phase2(bp, ip, aip);
1669 }
1670
1671 /*
1672  * Called to finish the allocation of the "aip" allocated
1673  * by one of the two routines above.
1674  *
1675  * Parameters:
1676  *      bp:     in-memory copy of the indirect block
1677  *      ip:     inode for file being extended
1678  *      aip:    allocindir allocated by the above routines
1679  */
1680 static void 
1681 setup_allocindir_phase2(struct buf *bp, struct inode *ip,
1682                         struct allocindir *aip)
1683 {
1684         struct worklist *wk;
1685         struct indirdep *indirdep, *newindirdep;
1686         struct bmsafemap *bmsafemap;
1687         struct allocindir *oldaip;
1688         struct freefrag *freefrag;
1689         struct newblk *newblk;
1690
1691         if (bp->b_loffset >= 0)
1692                 panic("setup_allocindir_phase2: not indir blk");
1693         for (indirdep = NULL, newindirdep = NULL; ; ) {
1694                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
1695                 LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
1696                         if (wk->wk_type != D_INDIRDEP)
1697                                 continue;
1698                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
1699                         break;
1700                 }
1701                 if (indirdep == NULL && newindirdep) {
1702                         indirdep = newindirdep;
1703                         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &indirdep->ir_list);
1704                         newindirdep = NULL;
1705                 }
1706                 FREE_LOCK(&lk);
1707                 if (indirdep) {
1708                         if (newblk_lookup(ip->i_fs, aip->ai_newblkno, 0,
1709                             &newblk) == 0)
1710                                 panic("setup_allocindir: lost block");
1711                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1712                         if (newblk->nb_state == DEPCOMPLETE) {
1713                                 aip->ai_state |= DEPCOMPLETE;
1714                                 aip->ai_buf = NULL;
1715                         } else {
1716                                 bmsafemap = newblk->nb_bmsafemap;
1717                                 aip->ai_buf = bmsafemap->sm_buf;
1718                                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
1719                                 LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_allocindirhd,
1720                                     aip, ai_deps);
1721                         }
1722                         LIST_REMOVE(newblk, nb_hash);
1723                         FREE(newblk, M_NEWBLK);
1724                         aip->ai_indirdep = indirdep;
1725                         /*
1726                          * Check to see if there is an existing dependency
1727                          * for this block. If there is, merge the old
1728                          * dependency into the new one.
1729                          */
1730                         if (aip->ai_oldblkno == 0)
1731                                 oldaip = NULL;
1732                         else
1733
1734                                 LIST_FOREACH(oldaip, &indirdep->ir_deplisthd, ai_next)
1735                                         if (oldaip->ai_offset == aip->ai_offset)
1736                                                 break;
1737                         if (oldaip != NULL) {
1738                                 if (oldaip->ai_newblkno != aip->ai_oldblkno) {
1739                                         FREE_LOCK(&lk);
1740                                         panic("setup_allocindir_phase2: blkno");
1741                                 }
1742                                 aip->ai_oldblkno = oldaip->ai_oldblkno;
1743                                 freefrag = oldaip->ai_freefrag;
1744                                 oldaip->ai_freefrag = aip->ai_freefrag;
1745                                 aip->ai_freefrag = freefrag;
1746                                 free_allocindir(oldaip, NULL);
1747                         }
1748                         LIST_INSERT_HEAD(&indirdep->ir_deplisthd, aip, ai_next);
1749                         ((ufs_daddr_t *)indirdep->ir_savebp->b_data)
1750                             [aip->ai_offset] = aip->ai_oldblkno;
1751                         FREE_LOCK(&lk);
1752                 }
1753                 if (newindirdep) {
1754                         /*
1755                          * Avoid any possibility of data corruption by 
1756                          * ensuring that our old version is thrown away.
1757                          */
1758                         newindirdep->ir_savebp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
1759                         brelse(newindirdep->ir_savebp);
1760                         WORKITEM_FREE((caddr_t)newindirdep, D_INDIRDEP);
1761                 }
1762                 if (indirdep)
1763                         break;
1764                 MALLOC(newindirdep, struct indirdep *, sizeof(struct indirdep),
1765                         M_INDIRDEP, M_SOFTDEP_FLAGS);
1766                 newindirdep->ir_list.wk_type = D_INDIRDEP;
1767                 newindirdep->ir_state = ATTACHED;
1768                 LIST_INIT(&newindirdep->ir_deplisthd);
1769                 LIST_INIT(&newindirdep->ir_donehd);
1770                 if (bp->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) {
1771                         VOP_BMAP(bp->b_vp, bp->b_bio1.bio_offset, 
1772                                  &bp->b_bio2.bio_offset, NULL, NULL,
1773                                  BUF_CMD_WRITE);
1774                 }
1775                 KKASSERT(bp->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET);
1776                 newindirdep->ir_savebp = getblk(ip->i_devvp,
1777                                                 bp->b_bio2.bio_offset,
1778                                                 bp->b_bcount, 0, 0);
1779                 BUF_KERNPROC(newindirdep->ir_savebp);
1780                 bcopy(bp->b_data, newindirdep->ir_savebp->b_data, bp->b_bcount);
1781         }
1782 }
1783
1784 /*
1785  * Block de-allocation dependencies.
1786  * 
1787  * When blocks are de-allocated, the on-disk pointers must be nullified before
1788  * the blocks are made available for use by other files.  (The true
1789  * requirement is that old pointers must be nullified before new on-disk
1790  * pointers are set.  We chose this slightly more stringent requirement to
1791  * reduce complexity.) Our implementation handles this dependency by updating
1792  * the inode (or indirect block) appropriately but delaying the actual block
1793  * de-allocation (i.e., freemap and free space count manipulation) until
1794  * after the updated versions reach stable storage.  After the disk is
1795  * updated, the blocks can be safely de-allocated whenever it is convenient.
1796  * This implementation handles only the common case of reducing a file's
1797  * length to zero. Other cases are handled by the conventional synchronous
1798  * write approach.
1799  *
1800  * The ffs implementation with which we worked double-checks
1801  * the state of the block pointers and file size as it reduces
1802  * a file's length.  Some of this code is replicated here in our
1803  * soft updates implementation.  The freeblks->fb_chkcnt field is
1804  * used to transfer a part of this information to the procedure
1805  * that eventually de-allocates the blocks.
1806  *
1807  * This routine should be called from the routine that shortens
1808  * a file's length, before the inode's size or block pointers
1809  * are modified. It will save the block pointer information for
1810  * later release and zero the inode so that the calling routine
1811  * can release it.
1812  */
1813 struct softdep_setup_freeblocks_info {
1814         struct fs *fs;
1815         struct inode *ip;
1816 };
1817
1818 static int softdep_setup_freeblocks_bp(struct buf *bp, void *data);
1819
1820 /*
1821  * Parameters:
1822  *      ip:     The inode whose length is to be reduced
1823  *      length: The new length for the file
1824  */
1825 void
1826 softdep_setup_freeblocks(struct inode *ip, off_t length)
1827 {
1828         struct softdep_setup_freeblocks_info info;
1829         struct freeblks *freeblks;
1830         struct inodedep *inodedep;
1831         struct allocdirect *adp;
1832         struct vnode *vp;
1833         struct buf *bp;
1834         struct fs *fs;
1835         int i, error, delay;
1836         int count;
1837
1838         fs = ip->i_fs;
1839         if (length != 0)
1840                 panic("softde_setup_freeblocks: non-zero length");
1841         MALLOC(freeblks, struct freeblks *, sizeof(struct freeblks),
1842                 M_FREEBLKS, M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1843         freeblks->fb_list.wk_type = D_FREEBLKS;
1844         freeblks->fb_state = ATTACHED;
1845         freeblks->fb_uid = ip->i_uid;
1846         freeblks->fb_previousinum = ip->i_number;
1847         freeblks->fb_devvp = ip->i_devvp;
1848         freeblks->fb_fs = fs;
1849         freeblks->fb_oldsize = ip->i_size;
1850         freeblks->fb_newsize = length;
1851         freeblks->fb_chkcnt = ip->i_blocks;
1852         for (i = 0; i < NDADDR; i++) {
1853                 freeblks->fb_dblks[i] = ip->i_db[i];
1854                 ip->i_db[i] = 0;
1855         }
1856         for (i = 0; i < NIADDR; i++) {
1857                 freeblks->fb_iblks[i] = ip->i_ib[i];
1858                 ip->i_ib[i] = 0;
1859         }
1860         ip->i_blocks = 0;
1861         ip->i_size = 0;
1862         /*
1863          * Push the zero'ed inode to to its disk buffer so that we are free
1864          * to delete its dependencies below. Once the dependencies are gone
1865          * the buffer can be safely released.
1866          */
1867         if ((error = bread(ip->i_devvp,
1868                             fsbtodoff(fs, ino_to_fsba(fs, ip->i_number)),
1869             (int)fs->fs_bsize, &bp)) != 0)
1870                 softdep_error("softdep_setup_freeblocks", error);
1871         *((struct ufs1_dinode *)bp->b_data + ino_to_fsbo(fs, ip->i_number)) =
1872             ip->i_din;
1873         /*
1874          * Find and eliminate any inode dependencies.
1875          */
1876         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1877         (void) inodedep_lookup(fs, ip->i_number, DEPALLOC, &inodedep);
1878         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) != 0) {
1879                 FREE_LOCK(&lk);
1880                 panic("softdep_setup_freeblocks: inode busy");
1881         }
1882         /*
1883          * Add the freeblks structure to the list of operations that
1884          * must await the zero'ed inode being written to disk. If we
1885          * still have a bitmap dependency (delay == 0), then the inode
1886          * has never been written to disk, so we can process the
1887          * freeblks below once we have deleted the dependencies.
1888          */
1889         delay = (inodedep->id_state & DEPCOMPLETE);
1890         if (delay)
1891                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &freeblks->fb_list);
1892         /*
1893          * Because the file length has been truncated to zero, any
1894          * pending block allocation dependency structures associated
1895          * with this inode are obsolete and can simply be de-allocated.
1896          * We must first merge the two dependency lists to get rid of
1897          * any duplicate freefrag structures, then purge the merged list.
1898          */
1899         merge_inode_lists(inodedep);
1900         while ((adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt)) != 0)
1901                 free_allocdirect(&inodedep->id_inoupdt, adp, 1);
1902         FREE_LOCK(&lk);
1903         bdwrite(bp);
1904         /*
1905          * We must wait for any I/O in progress to finish so that
1906          * all potential buffers on the dirty list will be visible.
1907          * Once they are all there, walk the list and get rid of
1908          * any dependencies.
1909          */
1910         vp = ITOV(ip);
1911         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1912         drain_output(vp, 1);
1913
1914         info.fs = fs;
1915         info.ip = ip;
1916         lwkt_gettoken(&vp->v_token);
1917         do {
1918                 count = RB_SCAN(buf_rb_tree, &vp->v_rbdirty_tree, NULL, 
1919                                 softdep_setup_freeblocks_bp, &info);
1920         } while (count != 0);
1921         lwkt_reltoken(&vp->v_token);
1922
1923         if (inodedep_lookup(fs, ip->i_number, 0, &inodedep) != 0)
1924                 (void)free_inodedep(inodedep);
1925
1926         if (delay) {
1927                 freeblks->fb_state |= DEPCOMPLETE;
1928                 /*
1929                  * If the inode with zeroed block pointers is now on disk
1930                  * we can start freeing blocks. Add freeblks to the worklist
1931                  * instead of calling  handle_workitem_freeblocks directly as
1932                  * it is more likely that additional IO is needed to complete
1933                  * the request here than in the !delay case.
1934                  */
1935                 if ((freeblks->fb_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE)
1936                         add_to_worklist(&freeblks->fb_list);
1937         }
1938
1939         FREE_LOCK(&lk);
1940         /*
1941          * If the inode has never been written to disk (delay == 0),
1942          * then we can process the freeblks now that we have deleted
1943          * the dependencies.
1944          */
1945         if (!delay)
1946                 handle_workitem_freeblocks(freeblks);
1947 }
1948
1949 static int
1950 softdep_setup_freeblocks_bp(struct buf *bp, void *data)
1951 {
1952         struct softdep_setup_freeblocks_info *info = data;
1953         struct inodedep *inodedep;
1954
1955         if (getdirtybuf(&bp, MNT_WAIT) == 0) {
1956                 kprintf("softdep_setup_freeblocks_bp(1): caught bp %p going away\n", bp);
1957                 return(-1);
1958         }
1959         if (bp->b_vp != ITOV(info->ip) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1960                 kprintf("softdep_setup_freeblocks_bp(2): caught bp %p going away\n", bp);
1961                 BUF_UNLOCK(bp);
1962                 return(-1);
1963         }
1964         (void) inodedep_lookup(info->fs, info->ip->i_number, 0, &inodedep);
1965         deallocate_dependencies(bp, inodedep);
1966         bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
1967         FREE_LOCK(&lk);
1968         brelse(bp);
1969         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1970         return(1);
1971 }
1972
1973 /*
1974  * Reclaim any dependency structures from a buffer that is about to
1975  * be reallocated to a new vnode. The buffer must be locked, thus,
1976  * no I/O completion operations can occur while we are manipulating
1977  * its associated dependencies. The mutex is held so that other I/O's
1978  * associated with related dependencies do not occur.
1979  */
1980 static void
1981 deallocate_dependencies(struct buf *bp, struct inodedep *inodedep)
1982 {
1983         struct worklist *wk;
1984         struct indirdep *indirdep;
1985         struct allocindir *aip;
1986         struct pagedep *pagedep;
1987         struct dirrem *dirrem;
1988         struct diradd *dap;
1989         int i;
1990
1991         while ((wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
1992                 switch (wk->wk_type) {
1993
1994                 case D_INDIRDEP:
1995                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
1996                         /*
1997                          * None of the indirect pointers will ever be visible,
1998                          * so they can simply be tossed. GOINGAWAY ensures
1999                          * that allocated pointers will be saved in the buffer
2000                          * cache until they are freed. Note that they will
2001                          * only be able to be found by their physical address
2002                          * since the inode mapping the logical address will
2003                          * be gone. The save buffer used for the safe copy
2004                          * was allocated in setup_allocindir_phase2 using
2005                          * the physical address so it could be used for this
2006                          * purpose. Hence we swap the safe copy with the real
2007                          * copy, allowing the safe copy to be freed and holding
2008                          * on to the real copy for later use in indir_trunc.
2009                          *
2010                          * NOTE: ir_savebp is relative to the block device
2011                          * so b_bio1 contains the device block number.
2012                          */
2013                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) {
2014                                 FREE_LOCK(&lk);
2015                                 panic("deallocate_dependencies: already gone");
2016                         }
2017                         indirdep->ir_state |= GOINGAWAY;
2018                         while ((aip = LIST_FIRST(&indirdep->ir_deplisthd)) != 0)
2019                                 free_allocindir(aip, inodedep);
2020                         if (bp->b_bio1.bio_offset >= 0 ||
2021                             bp->b_bio2.bio_offset != indirdep->ir_savebp->b_bio1.bio_offset) {
2022                                 FREE_LOCK(&lk);
2023                                 panic("deallocate_dependencies: not indir");
2024                         }
2025                         bcopy(bp->b_data, indirdep->ir_savebp->b_data,
2026                             bp->b_bcount);
2027                         WORKLIST_REMOVE(wk);
2028                         WORKLIST_INSERT_BP(indirdep->ir_savebp, wk);
2029                         continue;
2030
2031                 case D_PAGEDEP:
2032                         pagedep = WK_PAGEDEP(wk);
2033                         /*
2034                          * None of the directory additions will ever be
2035                          * visible, so they can simply be tossed.
2036                          */
2037                         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
2038                                 while ((dap =
2039                                     LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i])))
2040                                         free_diradd(dap);
2041                         while ((dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd)) != 0)
2042                                 free_diradd(dap);
2043                         /*
2044                          * Copy any directory remove dependencies to the list
2045                          * to be processed after the zero'ed inode is written.
2046                          * If the inode has already been written, then they 
2047                          * can be dumped directly onto the work list.
2048                          */
2049                         LIST_FOREACH(dirrem, &pagedep->pd_dirremhd, dm_next) {
2050                                 LIST_REMOVE(dirrem, dm_next);
2051                                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2052                                 if (inodedep == NULL ||
2053                                     (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) ==
2054                                      ALLCOMPLETE)
2055                                         add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2056                                 else
2057                                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,
2058                                             &dirrem->dm_list);
2059                         }
2060                         WORKLIST_REMOVE(&pagedep->pd_list);
2061                         LIST_REMOVE(pagedep, pd_hash);
2062                         WORKITEM_FREE(pagedep, D_PAGEDEP);
2063                         continue;
2064
2065                 case D_ALLOCINDIR:
2066                         free_allocindir(WK_ALLOCINDIR(wk), inodedep);
2067                         continue;
2068
2069                 case D_ALLOCDIRECT:
2070                 case D_INODEDEP:
2071                         FREE_LOCK(&lk);
2072                         panic("deallocate_dependencies: Unexpected type %s",
2073                             TYPENAME(wk->wk_type));
2074                         /* NOTREACHED */
2075
2076                 default:
2077                         FREE_LOCK(&lk);
2078                         panic("deallocate_dependencies: Unknown type %s",
2079                             TYPENAME(wk->wk_type));
2080                         /* NOTREACHED */
2081                 }
2082         }
2083 }
2084
2085 /*
2086  * Free an allocdirect. Generate a new freefrag work request if appropriate.
2087  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
2088  */
2089 static void
2090 free_allocdirect(struct allocdirectlst *adphead,
2091                  struct allocdirect *adp, int delay)
2092 {
2093
2094 #ifdef DEBUG
2095         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
2096                 panic("free_allocdirect: lock not held");
2097 #endif
2098         if ((adp->ad_state & DEPCOMPLETE) == 0)
2099                 LIST_REMOVE(adp, ad_deps);
2100         TAILQ_REMOVE(adphead, adp, ad_next);
2101         if ((adp->ad_state & COMPLETE) == 0)
2102                 WORKLIST_REMOVE(&adp->ad_list);
2103         if (adp->ad_freefrag != NULL) {
2104                 if (delay)
2105                         WORKLIST_INSERT(&adp->ad_inodedep->id_bufwait,
2106                             &adp->ad_freefrag->ff_list);
2107                 else
2108                         add_to_worklist(&adp->ad_freefrag->ff_list);
2109         }
2110         WORKITEM_FREE(adp, D_ALLOCDIRECT);
2111 }
2112
2113 /*
2114  * Prepare an inode to be freed. The actual free operation is not
2115  * done until the zero'ed inode has been written to disk.
2116  */
2117 void
2118 softdep_freefile(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
2119 {
2120         struct inode *ip = VTOI(pvp);
2121         struct inodedep *inodedep;
2122         struct freefile *freefile;
2123
2124         /*
2125          * This sets up the inode de-allocation dependency.
2126          */
2127         MALLOC(freefile, struct freefile *, sizeof(struct freefile),
2128                 M_FREEFILE, M_SOFTDEP_FLAGS);
2129         freefile->fx_list.wk_type = D_FREEFILE;
2130         freefile->fx_list.wk_state = 0;
2131         freefile->fx_mode = mode;
2132         freefile->fx_oldinum = ino;
2133         freefile->fx_devvp = ip->i_devvp;
2134         freefile->fx_fs = ip->i_fs;
2135
2136         /*
2137          * If the inodedep does not exist, then the zero'ed inode has
2138          * been written to disk. If the allocated inode has never been
2139          * written to disk, then the on-disk inode is zero'ed. In either
2140          * case we can free the file immediately.
2141          */
2142         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2143         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ino, 0, &inodedep) == 0 ||
2144             check_inode_unwritten(inodedep)) {
2145                 FREE_LOCK(&lk);
2146                 handle_workitem_freefile(freefile);
2147                 return;
2148         }
2149         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_inowait, &freefile->fx_list);
2150         FREE_LOCK(&lk);
2151 }
2152
2153 /*
2154  * Check to see if an inode has never been written to disk. If
2155  * so free the inodedep and return success, otherwise return failure.
2156  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
2157  *
2158  * If we still have a bitmap dependency, then the inode has never
2159  * been written to disk. Drop the dependency as it is no longer
2160  * necessary since the inode is being deallocated. We set the
2161  * ALLCOMPLETE flags since the bitmap now properly shows that the
2162  * inode is not allocated. Even if the inode is actively being
2163  * written, it has been rolled back to its zero'ed state, so we
2164  * are ensured that a zero inode is what is on the disk. For short
2165  * lived files, this change will usually result in removing all the
2166  * dependencies from the inode so that it can be freed immediately.
2167  */
2168 static int
2169 check_inode_unwritten(struct inodedep *inodedep)
2170 {
2171
2172         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) != 0 ||
2173             LIST_FIRST(&inodedep->id_pendinghd) != NULL ||
2174             LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait) != NULL ||
2175             LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait) != NULL ||
2176             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL ||
2177             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt) != NULL ||
2178             inodedep->id_nlinkdelta != 0)
2179                 return (0);
2180
2181         /*
2182          * Another process might be in initiate_write_inodeblock
2183          * trying to allocate memory without holding "Softdep Lock".
2184          */
2185         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) != 0 &&
2186             inodedep->id_savedino == NULL)
2187                 return(0);
2188
2189         inodedep->id_state |= ALLCOMPLETE;
2190         LIST_REMOVE(inodedep, id_deps);
2191         inodedep->id_buf = NULL;
2192         if (inodedep->id_state & ONWORKLIST)
2193                 WORKLIST_REMOVE(&inodedep->id_list);
2194         if (inodedep->id_savedino != NULL) {
2195                 FREE(inodedep->id_savedino, M_INODEDEP);
2196                 inodedep->id_savedino = NULL;
2197         }
2198         if (free_inodedep(inodedep) == 0) {
2199                 FREE_LOCK(&lk);
2200                 panic("check_inode_unwritten: busy inode");
2201         }
2202         return (1);
2203 }
2204
2205 /*
2206  * Try to free an inodedep structure. Return 1 if it could be freed.
2207  */
2208 static int
2209 free_inodedep(struct inodedep *inodedep)
2210 {
2211
2212         if ((inodedep->id_state & ONWORKLIST) != 0 ||
2213             (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE ||
2214             LIST_FIRST(&inodedep->id_pendinghd) != NULL ||
2215             LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait) != NULL ||
2216             LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait) != NULL ||
2217             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL ||
2218             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt) != NULL ||
2219             inodedep->id_nlinkdelta != 0 || inodedep->id_savedino != NULL)
2220                 return (0);
2221         LIST_REMOVE(inodedep, id_hash);
2222         WORKITEM_FREE(inodedep, D_INODEDEP);
2223         num_inodedep -= 1;
2224         return (1);
2225 }
2226
2227 /*
2228  * This workitem routine performs the block de-allocation.
2229  * The workitem is added to the pending list after the updated
2230  * inode block has been written to disk.  As mentioned above,
2231  * checks regarding the number of blocks de-allocated (compared
2232  * to the number of blocks allocated for the file) are also
2233  * performed in this function.
2234  */
2235 static void
2236 handle_workitem_freeblocks(struct freeblks *freeblks)
2237 {
2238         struct inode tip;
2239         ufs_daddr_t bn;
2240         struct fs *fs;
2241         int i, level, bsize;
2242         long nblocks, blocksreleased = 0;
2243         int error, allerror = 0;
2244         ufs_lbn_t baselbns[NIADDR], tmpval;
2245
2246         tip.i_number = freeblks->fb_previousinum;
2247         tip.i_devvp = freeblks->fb_devvp;
2248         tip.i_dev = freeblks->fb_devvp->v_rdev;
2249         tip.i_fs = freeblks->fb_fs;
2250         tip.i_size = freeblks->fb_oldsize;
2251         tip.i_uid = freeblks->fb_uid;
2252         fs = freeblks->fb_fs;
2253         tmpval = 1;
2254         baselbns[0] = NDADDR;
2255         for (i = 1; i < NIADDR; i++) {
2256                 tmpval *= NINDIR(fs);
2257                 baselbns[i] = baselbns[i - 1] + tmpval;
2258         }
2259         nblocks = btodb(fs->fs_bsize);
2260         blocksreleased = 0;
2261         /*
2262          * Indirect blocks first.
2263          */
2264         for (level = (NIADDR - 1); level >= 0; level--) {
2265                 if ((bn = freeblks->fb_iblks[level]) == 0)
2266                         continue;
2267                 if ((error = indir_trunc(&tip, fsbtodoff(fs, bn), level,
2268                     baselbns[level], &blocksreleased)) == 0)
2269                         allerror = error;
2270                 ffs_blkfree(&tip, bn, fs->fs_bsize);
2271                 blocksreleased += nblocks;
2272         }
2273         /*
2274          * All direct blocks or frags.
2275          */
2276         for (i = (NDADDR - 1); i >= 0; i--) {
2277                 if ((bn = freeblks->fb_dblks[i]) == 0)
2278                         continue;
2279                 bsize = blksize(fs, &tip, i);
2280                 ffs_blkfree(&tip, bn, bsize);
2281                 blocksreleased += btodb(bsize);
2282         }
2283
2284 #ifdef DIAGNOSTIC
2285         if (freeblks->fb_chkcnt != blocksreleased)
2286                 kprintf("handle_workitem_freeblocks: block count\n");
2287         if (allerror)
2288                 softdep_error("handle_workitem_freeblks", allerror);
2289 #endif /* DIAGNOSTIC */
2290         WORKITEM_FREE(freeblks, D_FREEBLKS);
2291 }
2292
2293 /*
2294  * Release blocks associated with the inode ip and stored in the indirect
2295  * block at doffset. If level is greater than SINGLE, the block is an
2296  * indirect block and recursive calls to indirtrunc must be used to
2297  * cleanse other indirect blocks.
2298  */
2299 static int
2300 indir_trunc(struct inode *ip, off_t doffset, int level, ufs_lbn_t lbn,
2301             long *countp)
2302 {
2303         struct buf *bp;
2304         ufs_daddr_t *bap;
2305         ufs_daddr_t nb;
2306         struct fs *fs;
2307         struct worklist *wk;
2308         struct indirdep *indirdep;
2309         int i, lbnadd, nblocks;
2310         int error, allerror = 0;
2311
2312         fs = ip->i_fs;
2313         lbnadd = 1;
2314         for (i = level; i > 0; i--)
2315                 lbnadd *= NINDIR(fs);
2316         /*
2317          * Get buffer of block pointers to be freed. This routine is not
2318          * called until the zero'ed inode has been written, so it is safe
2319          * to free blocks as they are encountered. Because the inode has
2320          * been zero'ed, calls to bmap on these blocks will fail. So, we
2321          * have to use the on-disk address and the block device for the
2322          * filesystem to look them up. If the file was deleted before its
2323          * indirect blocks were all written to disk, the routine that set
2324          * us up (deallocate_dependencies) will have arranged to leave
2325          * a complete copy of the indirect block in memory for our use.
2326          * Otherwise we have to read the blocks in from the disk.
2327          */
2328         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2329         if ((bp = findblk(ip->i_devvp, doffset, FINDBLK_TEST)) != NULL &&
2330             (wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
2331                 /*
2332                  * bp must be ir_savebp, which is held locked for our use.
2333                  */
2334                 if (wk->wk_type != D_INDIRDEP ||
2335                     (indirdep = WK_INDIRDEP(wk))->ir_savebp != bp ||
2336                     (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) == 0) {
2337                         FREE_LOCK(&lk);
2338                         panic("indir_trunc: lost indirdep");
2339                 }
2340                 WORKLIST_REMOVE(wk);
2341                 WORKITEM_FREE(indirdep, D_INDIRDEP);
2342                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
2343                         FREE_LOCK(&lk);
2344                         panic("indir_trunc: dangling dep");
2345                 }
2346                 FREE_LOCK(&lk);
2347         } else {
2348                 FREE_LOCK(&lk);
2349                 error = bread(ip->i_devvp, doffset, (int)fs->fs_bsize, &bp);
2350                 if (error)
2351                         return (error);
2352         }
2353         /*
2354          * Recursively free indirect blocks.
2355          */
2356         bap = (ufs_daddr_t *)bp->b_data;
2357         nblocks = btodb(fs->fs_bsize);
2358         for (i = NINDIR(fs) - 1; i >= 0; i--) {
2359                 if ((nb = bap[i]) == 0)
2360                         continue;
2361                 if (level != 0) {
2362                         if ((error = indir_trunc(ip, fsbtodoff(fs, nb),
2363                              level - 1, lbn + (i * lbnadd), countp)) != 0)
2364                                 allerror = error;
2365                 }
2366                 ffs_blkfree(ip, nb, fs->fs_bsize);
2367                 *countp += nblocks;
2368         }
2369         bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
2370         brelse(bp);
2371         return (allerror);
2372 }
2373
2374 /*
2375  * Free an allocindir.
2376  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
2377  */
2378 static void
2379 free_allocindir(struct allocindir *aip, struct inodedep *inodedep)
2380 {
2381         struct freefrag *freefrag;
2382
2383 #ifdef DEBUG
2384         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
2385                 panic("free_allocindir: lock not held");
2386 #endif
2387         if ((aip->ai_state & DEPCOMPLETE) == 0)
2388                 LIST_REMOVE(aip, ai_deps);
2389         if (aip->ai_state & ONWORKLIST)
2390                 WORKLIST_REMOVE(&aip->ai_list);
2391         LIST_REMOVE(aip, ai_next);
2392         if ((freefrag = aip->ai_freefrag) != NULL) {
2393                 if (inodedep == NULL)
2394                         add_to_worklist(&freefrag->ff_list);
2395                 else
2396                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,
2397                             &freefrag->ff_list);
2398         }
2399         WORKITEM_FREE(aip, D_ALLOCINDIR);
2400 }
2401
2402 /*
2403  * Directory entry addition dependencies.
2404  * 
2405  * When adding a new directory entry, the inode (with its incremented link
2406  * count) must be written to disk before the directory entry's pointer to it.
2407  * Also, if the inode is newly allocated, the corresponding freemap must be
2408  * updated (on disk) before the directory entry's pointer. These requirements
2409  * are met via undo/redo on the directory entry's pointer, which consists
2410  * simply of the inode number.
2411  * 
2412  * As directory entries are added and deleted, the free space within a
2413  * directory block can become fragmented.  The ufs filesystem will compact
2414  * a fragmented directory block to make space for a new entry. When this
2415  * occurs, the offsets of previously added entries change. Any "diradd"
2416  * dependency structures corresponding to these entries must be updated with
2417  * the new offsets.
2418  */
2419
2420 /*
2421  * This routine is called after the in-memory inode's link
2422  * count has been incremented, but before the directory entry's
2423  * pointer to the inode has been set.
2424  *
2425  * Parameters:
2426  *      bp:             buffer containing directory block
2427  *      dp:             inode for directory
2428  *      diroffset:      offset of new entry in directory
2429  *      newinum:        inode referenced by new directory entry
2430  *      newdirbp:       non-NULL => contents of new mkdir
2431  */
2432 void 
2433 softdep_setup_directory_add(struct buf *bp, struct inode *dp, off_t diroffset,
2434                             ino_t newinum, struct buf *newdirbp)
2435 {
2436         int offset;             /* offset of new entry within directory block */
2437         ufs_lbn_t lbn;          /* block in directory containing new entry */
2438         struct fs *fs;
2439         struct diradd *dap;
2440         struct pagedep *pagedep;
2441         struct inodedep *inodedep;
2442         struct mkdir *mkdir1, *mkdir2;
2443
2444         /*
2445          * Whiteouts have no dependencies.
2446          */
2447         if (newinum == WINO) {
2448                 if (newdirbp != NULL)
2449                         bdwrite(newdirbp);
2450                 return;
2451         }
2452
2453         fs = dp->i_fs;
2454         lbn = lblkno(fs, diroffset);
2455         offset = blkoff(fs, diroffset);
2456         MALLOC(dap, struct diradd *, sizeof(struct diradd), M_DIRADD,
2457             M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
2458         dap->da_list.wk_type = D_DIRADD;
2459         dap->da_offset = offset;
2460         dap->da_newinum = newinum;
2461         dap->da_state = ATTACHED;
2462         if (newdirbp == NULL) {
2463                 dap->da_state |= DEPCOMPLETE;
2464                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2465         } else {
2466                 dap->da_state |= MKDIR_BODY | MKDIR_PARENT;
2467                 MALLOC(mkdir1, struct mkdir *, sizeof(struct mkdir), M_MKDIR,
2468                     M_SOFTDEP_FLAGS);
2469                 mkdir1->md_list.wk_type = D_MKDIR;
2470                 mkdir1->md_state = MKDIR_BODY;
2471                 mkdir1->md_diradd = dap;
2472                 MALLOC(mkdir2, struct mkdir *, sizeof(struct mkdir), M_MKDIR,
2473                     M_SOFTDEP_FLAGS);
2474                 mkdir2->md_list.wk_type = D_MKDIR;
2475                 mkdir2->md_state = MKDIR_PARENT;
2476                 mkdir2->md_diradd = dap;
2477                 /*
2478                  * Dependency on "." and ".." being written to disk.
2479                  */
2480                 mkdir1->md_buf = newdirbp;
2481                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2482                 LIST_INSERT_HEAD(&mkdirlisthd, mkdir1, md_mkdirs);
2483                 WORKLIST_INSERT_BP(newdirbp, &mkdir1->md_list);
2484                 FREE_LOCK(&lk);
2485                 bdwrite(newdirbp);
2486                 /*
2487                  * Dependency on link count increase for parent directory
2488                  */
2489                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2490                 if (inodedep_lookup(dp->i_fs, dp->i_number, 0, &inodedep) == 0
2491                     || (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
2492                         dap->da_state &= ~MKDIR_PARENT;
2493                         WORKITEM_FREE(mkdir2, D_MKDIR);
2494                 } else {
2495                         LIST_INSERT_HEAD(&mkdirlisthd, mkdir2, md_mkdirs);
2496                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,&mkdir2->md_list);
2497                 }
2498         }
2499         /*
2500          * Link into parent directory pagedep to await its being written.
2501          */
2502         if (pagedep_lookup(dp, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
2503                 WORKLIST_INSERT_BP(bp, &pagedep->pd_list);
2504         dap->da_pagedep = pagedep;
2505         LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)], dap,
2506             da_pdlist);
2507         /*
2508          * Link into its inodedep. Put it on the id_bufwait list if the inode
2509          * is not yet written. If it is written, do the post-inode write
2510          * processing to put it on the id_pendinghd list.
2511          */
2512         (void) inodedep_lookup(fs, newinum, DEPALLOC, &inodedep);
2513         if ((inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE)
2514                 diradd_inode_written(dap, inodedep);
2515         else
2516                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &dap->da_list);
2517         FREE_LOCK(&lk);
2518 }
2519
2520 /*
2521  * This procedure is called to change the offset of a directory
2522  * entry when compacting a directory block which must be owned
2523  * exclusively by the caller. Note that the actual entry movement
2524  * must be done in this procedure to ensure that no I/O completions
2525  * occur while the move is in progress.
2526  *
2527  * Parameters:
2528  *      dp:     inode for directory
2529  *      base:           address of dp->i_offset
2530  *      oldloc:         address of old directory location
2531  *      newloc:         address of new directory location
2532  *      entrysize:      size of directory entry
2533  */
2534 void 
2535 softdep_change_directoryentry_offset(struct inode *dp, caddr_t base,
2536                                      caddr_t oldloc, caddr_t newloc,
2537                                      int entrysize)
2538 {
2539         int offset, oldoffset, newoffset;
2540         struct pagedep *pagedep;
2541         struct diradd *dap;
2542         ufs_lbn_t lbn;
2543
2544         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2545         lbn = lblkno(dp->i_fs, dp->i_offset);
2546         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2547         if (pagedep_lookup(dp, lbn, 0, &pagedep) == 0)
2548                 goto done;
2549         oldoffset = offset + (oldloc - base);
2550         newoffset = offset + (newloc - base);
2551
2552         LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(oldoffset)], da_pdlist) {
2553                 if (dap->da_offset != oldoffset)
2554                         continue;
2555                 dap->da_offset = newoffset;
2556                 if (DIRADDHASH(newoffset) == DIRADDHASH(oldoffset))
2557                         break;
2558                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
2559                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(newoffset)],
2560                     dap, da_pdlist);
2561                 break;
2562         }
2563         if (dap == NULL) {
2564
2565                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_pendinghd, da_pdlist) {
2566                         if (dap->da_offset == oldoffset) {
2567                                 dap->da_offset = newoffset;
2568                                 break;
2569                         }
2570                 }
2571         }
2572 done:
2573         bcopy(oldloc, newloc, entrysize);
2574         FREE_LOCK(&lk);
2575 }
2576
2577 /*
2578  * Free a diradd dependency structure. This routine must be called
2579  * with splbio interrupts blocked.
2580  */
2581 static void
2582 free_diradd(struct diradd *dap)
2583 {
2584         struct dirrem *dirrem;
2585         struct pagedep *pagedep;
2586         struct inodedep *inodedep;
2587         struct mkdir *mkdir, *nextmd;
2588
2589 #ifdef DEBUG
2590         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
2591                 panic("free_diradd: lock not held");
2592 #endif
2593         WORKLIST_REMOVE(&dap->da_list);
2594         LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
2595         if ((dap->da_state & DIRCHG) == 0) {
2596                 pagedep = dap->da_pagedep;
2597         } else {
2598                 dirrem = dap->da_previous;
2599                 pagedep = dirrem->dm_pagedep;
2600                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2601                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2602         }
2603         if (inodedep_lookup(VFSTOUFS(pagedep->pd_mnt)->um_fs, dap->da_newinum,
2604             0, &inodedep) != 0)
2605                 (void) free_inodedep(inodedep);
2606         if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) != 0) {
2607                 for (mkdir = LIST_FIRST(&mkdirlisthd); mkdir; mkdir = nextmd) {
2608                         nextmd = LIST_NEXT(mkdir, md_mkdirs);
2609                         if (mkdir->md_diradd != dap)
2610                                 continue;
2611                         dap->da_state &= ~mkdir->md_state;
2612                         WORKLIST_REMOVE(&mkdir->md_list);
2613                         LIST_REMOVE(mkdir, md_mkdirs);
2614                         WORKITEM_FREE(mkdir, D_MKDIR);
2615                 }
2616                 if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) != 0) {
2617                         FREE_LOCK(&lk);
2618                         panic("free_diradd: unfound ref");
2619                 }
2620         }
2621         WORKITEM_FREE(dap, D_DIRADD);
2622 }
2623
2624 /*
2625  * Directory entry removal dependencies.
2626  * 
2627  * When removing a directory entry, the entry's inode pointer must be
2628  * zero'ed on disk before the corresponding inode's link count is decremented
2629  * (possibly freeing the inode for re-use). This dependency is handled by
2630  * updating the directory entry but delaying the inode count reduction until
2631  * after the directory block has been written to disk. After this point, the
2632  * inode count can be decremented whenever it is convenient.
2633  */
2634
2635 /*
2636  * This routine should be called immediately after removing
2637  * a directory entry.  The inode's link count should not be
2638  * decremented by the calling procedure -- the soft updates
2639  * code will do this task when it is safe.
2640  *
2641  * Parameters:
2642  *      bp:             buffer containing directory block
2643  *      dp:             inode for the directory being modified
2644  *      ip:             inode for directory entry being removed
2645  *      isrmdir:        indicates if doing RMDIR
2646  */
2647 void 
2648 softdep_setup_remove(struct buf *bp, struct inode *dp, struct inode *ip,
2649                      int isrmdir)
2650 {
2651         struct dirrem *dirrem, *prevdirrem;
2652
2653         /*
2654          * Allocate a new dirrem if appropriate and ACQUIRE_LOCK.
2655          */
2656         dirrem = newdirrem(bp, dp, ip, isrmdir, &prevdirrem);
2657
2658         /*
2659          * If the COMPLETE flag is clear, then there were no active
2660          * entries and we want to roll back to a zeroed entry until
2661          * the new inode is committed to disk. If the COMPLETE flag is
2662          * set then we have deleted an entry that never made it to
2663          * disk. If the entry we deleted resulted from a name change,
2664          * then the old name still resides on disk. We cannot delete
2665          * its inode (returned to us in prevdirrem) until the zeroed
2666          * directory entry gets to disk. The new inode has never been
2667          * referenced on the disk, so can be deleted immediately.
2668          */
2669         if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2670                 LIST_INSERT_HEAD(&dirrem->dm_pagedep->pd_dirremhd, dirrem,
2671                     dm_next);
2672                 FREE_LOCK(&lk);
2673         } else {
2674                 if (prevdirrem != NULL)
2675                         LIST_INSERT_HEAD(&dirrem->dm_pagedep->pd_dirremhd,
2676                             prevdirrem, dm_next);
2677                 dirrem->dm_dirinum = dirrem->dm_pagedep->pd_ino;
2678                 FREE_LOCK(&lk);
2679                 handle_workitem_remove(dirrem);
2680         }
2681 }
2682
2683 /*
2684  * Allocate a new dirrem if appropriate and return it along with
2685  * its associated pagedep. Called without a lock, returns with lock.
2686  */
2687 static long num_dirrem;         /* number of dirrem allocated */
2688
2689 /*
2690  * Parameters:
2691  *      bp:             buffer containing directory block
2692  *      dp:             inode for the directory being modified
2693  *      ip:             inode for directory entry being removed
2694  *      isrmdir:        indicates if doing RMDIR
2695  *      prevdirremp:    previously referenced inode, if any
2696  */
2697 static struct dirrem *
2698 newdirrem(struct buf *bp, struct inode *dp, struct inode *ip,
2699           int isrmdir, struct dirrem **prevdirremp)
2700 {
2701         int offset;
2702         ufs_lbn_t lbn;
2703         struct diradd *dap;
2704         struct dirrem *dirrem;
2705         struct pagedep *pagedep;
2706
2707         /*
2708          * Whiteouts have no deletion dependencies.
2709          */
2710         if (ip == NULL)
2711                 panic("newdirrem: whiteout");
2712         /*
2713          * If we are over our limit, try to improve the situation.
2714          * Limiting the number of dirrem structures will also limit
2715          * the number of freefile and freeblks structures.
2716          */
2717         if (num_dirrem > max_softdeps / 2 && speedup_syncer() == 0)
2718                 (void) request_cleanup(FLUSH_REMOVE, 0);
2719         num_dirrem += 1;
2720         MALLOC(dirrem, struct dirrem *, sizeof(struct dirrem),
2721                 M_DIRREM, M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
2722         dirrem->dm_list.wk_type = D_DIRREM;
2723         dirrem->dm_state = isrmdir ? RMDIR : 0;
2724         dirrem->dm_mnt = ITOV(ip)->v_mount;
2725         dirrem->dm_oldinum = ip->i_number;
2726         *prevdirremp = NULL;
2727
2728         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2729         lbn = lblkno(dp->i_fs, dp->i_offset);
2730         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2731         if (pagedep_lookup(dp, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
2732                 WORKLIST_INSERT_BP(bp, &pagedep->pd_list);
2733         dirrem->dm_pagedep = pagedep;
2734         /*
2735          * Check for a diradd dependency for the same directory entry.
2736          * If present, then both dependencies become obsolete and can
2737          * be de-allocated. Check for an entry on both the pd_dirraddhd
2738          * list and the pd_pendinghd list.
2739          */
2740
2741         LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)], da_pdlist)
2742                 if (dap->da_offset == offset)
2743                         break;
2744         if (dap == NULL) {
2745
2746                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_pendinghd, da_pdlist)
2747                         if (dap->da_offset == offset)
2748                                 break;
2749                 if (dap == NULL)
2750                         return (dirrem);
2751         }
2752         /*
2753          * Must be ATTACHED at this point.
2754          */
2755         if ((dap->da_state & ATTACHED) == 0) {
2756                 FREE_LOCK(&lk);
2757                 panic("newdirrem: not ATTACHED");
2758         }
2759         if (dap->da_newinum != ip->i_number) {
2760                 FREE_LOCK(&lk);
2761                 panic("newdirrem: inum %"PRId64" should be %"PRId64,
2762                     ip->i_number, dap->da_newinum);
2763         }
2764         /*
2765          * If we are deleting a changed name that never made it to disk,
2766          * then return the dirrem describing the previous inode (which
2767          * represents the inode currently referenced from this entry on disk).
2768          */
2769         if ((dap->da_state & DIRCHG) != 0) {
2770                 *prevdirremp = dap->da_previous;
2771                 dap->da_state &= ~DIRCHG;
2772                 dap->da_pagedep = pagedep;
2773         }
2774         /*
2775          * We are deleting an entry that never made it to disk.
2776          * Mark it COMPLETE so we can delete its inode immediately.
2777          */
2778         dirrem->dm_state |= COMPLETE;
2779         free_diradd(dap);
2780         return (dirrem);
2781 }
2782
2783 /*
2784  * Directory entry change dependencies.
2785  * 
2786  * Changing an existing directory entry requires that an add operation
2787  * be completed first followed by a deletion. The semantics for the addition
2788  * are identical to the description of adding a new entry above except
2789  * that the rollback is to the old inode number rather than zero. Once
2790  * the addition dependency is completed, the removal is done as described
2791  * in the removal routine above.
2792  */
2793
2794 /*
2795  * This routine should be called immediately after changing
2796  * a directory entry.  The inode's link count should not be
2797  * decremented by the calling procedure -- the soft updates
2798  * code will perform this task when it is safe.
2799  *
2800  * Parameters:
2801  *      bp:             buffer containing directory block
2802  *      dp:             inode for the directory being modified
2803  *      ip:             inode for directory entry being removed
2804  *      newinum:        new inode number for changed entry
2805  *      isrmdir:        indicates if doing RMDIR
2806  */
2807 void 
2808 softdep_setup_directory_change(struct buf *bp, struct inode *dp,
2809                                struct inode *ip, ino_t newinum,
2810                                int isrmdir)
2811 {
2812         int offset;
2813         struct diradd *dap = NULL;
2814         struct dirrem *dirrem, *prevdirrem;
2815         struct pagedep *pagedep;
2816         struct inodedep *inodedep;
2817
2818         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2819
2820         /*
2821          * Whiteouts do not need diradd dependencies.
2822          */
2823         if (newinum != WINO) {
2824                 MALLOC(dap, struct diradd *, sizeof(struct diradd),
2825                     M_DIRADD, M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
2826                 dap->da_list.wk_type = D_DIRADD;
2827                 dap->da_state = DIRCHG | ATTACHED | DEPCOMPLETE;
2828                 dap->da_offset = offset;
2829                 dap->da_newinum = newinum;
2830         }
2831
2832         /*
2833          * Allocate a new dirrem and ACQUIRE_LOCK.
2834          */
2835         dirrem = newdirrem(bp, dp, ip, isrmdir, &prevdirrem);
2836         pagedep = dirrem->dm_pagedep;
2837         /*
2838          * The possible values for isrmdir:
2839          *      0 - non-directory file rename
2840          *      1 - directory rename within same directory
2841          *   inum - directory rename to new directory of given inode number
2842          * When renaming to a new directory, we are both deleting and
2843          * creating a new directory entry, so the link count on the new
2844          * directory should not change. Thus we do not need the followup
2845          * dirrem which is usually done in handle_workitem_remove. We set
2846          * the DIRCHG flag to tell handle_workitem_remove to skip the 
2847          * followup dirrem.
2848          */
2849         if (isrmdir > 1)
2850                 dirrem->dm_state |= DIRCHG;
2851
2852         /*
2853          * Whiteouts have no additional dependencies,
2854          * so just put the dirrem on the correct list.
2855          */
2856         if (newinum == WINO) {
2857                 if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2858                         LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_dirremhd, dirrem,
2859                             dm_next);
2860                 } else {
2861                         dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2862                         add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2863                 }
2864                 FREE_LOCK(&lk);
2865                 return;
2866         }
2867
2868         /*
2869          * If the COMPLETE flag is clear, then there were no active
2870          * entries and we want to roll back to the previous inode until
2871          * the new inode is committed to disk. If the COMPLETE flag is
2872          * set, then we have deleted an entry that never made it to disk.
2873          * If the entry we deleted resulted from a name change, then the old
2874          * inode reference still resides on disk. Any rollback that we do
2875          * needs to be to that old inode (returned to us in prevdirrem). If
2876          * the entry we deleted resulted from a create, then there is
2877          * no entry on the disk, so we want to roll back to zero rather
2878          * than the uncommitted inode. In either of the COMPLETE cases we
2879          * want to immediately free the unwritten and unreferenced inode.
2880          */
2881         if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2882                 dap->da_previous = dirrem;
2883         } else {
2884                 if (prevdirrem != NULL) {
2885                         dap->da_previous = prevdirrem;
2886                 } else {
2887                         dap->da_state &= ~DIRCHG;
2888                         dap->da_pagedep = pagedep;
2889                 }
2890                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2891                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2892         }
2893         /*
2894          * Link into its inodedep. Put it on the id_bufwait list if the inode
2895          * is not yet written. If it is written, do the post-inode write
2896          * processing to put it on the id_pendinghd list.
2897          */
2898         if (inodedep_lookup(dp->i_fs, newinum, DEPALLOC, &inodedep) == 0 ||
2899             (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
2900                 dap->da_state |= COMPLETE;
2901                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
2902                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_pendinghd, &dap->da_list);
2903         } else {
2904                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)],
2905                     dap, da_pdlist);
2906                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &dap->da_list);
2907         }
2908         FREE_LOCK(&lk);
2909 }
2910
2911 /*
2912  * Called whenever the link count on an inode is changed.
2913  * It creates an inode dependency so that the new reference(s)
2914  * to the inode cannot be committed to disk until the updated
2915  * inode has been written.
2916  *
2917  * Parameters:
2918  *      ip:     the inode with the increased link count
2919  */
2920 void
2921 softdep_change_linkcnt(struct inode *ip)
2922 {
2923         struct inodedep *inodedep;
2924
2925         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2926         (void) inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, DEPALLOC, &inodedep);
2927         if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2928                 FREE_LOCK(&lk);
2929                 panic("softdep_change_linkcnt: bad delta");
2930         }
2931         inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2932         FREE_LOCK(&lk);
2933 }
2934
2935 /*
2936  * This workitem decrements the inode's link count.
2937  * If the link count reaches zero, the file is removed.
2938  */
2939 static void 
2940 handle_workitem_remove(struct dirrem *dirrem)
2941 {
2942         struct inodedep *inodedep;
2943         struct vnode *vp;
2944         struct inode *ip;
2945         ino_t oldinum;
2946         int error;
2947
2948         error = VFS_VGET(dirrem->dm_mnt, NULL, dirrem->dm_oldinum, &vp);
2949         if (error) {
2950                 softdep_error("handle_workitem_remove: vget", error);
2951                 return;
2952         }
2953         ip = VTOI(vp);
2954         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2955         if ((inodedep_lookup(ip->i_fs, dirrem->dm_oldinum, 0, &inodedep)) == 0){
2956                 FREE_LOCK(&lk);
2957                 panic("handle_workitem_remove: lost inodedep");
2958         }
2959         /*
2960          * Normal file deletion.
2961          */
2962         if ((dirrem->dm_state & RMDIR) == 0) {
2963                 ip->i_nlink--;
2964                 ip->i_flag |= IN_CHANGE;
2965                 if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2966                         FREE_LOCK(&lk);
2967                         panic("handle_workitem_remove: bad file delta");
2968                 }
2969                 inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2970                 FREE_LOCK(&lk);
2971                 vput(vp);
2972                 num_dirrem -= 1;
2973                 WORKITEM_FREE(dirrem, D_DIRREM);
2974                 return;
2975         }
2976         /*
2977          * Directory deletion. Decrement reference count for both the
2978          * just deleted parent directory entry and the reference for ".".
2979          * Next truncate the directory to length zero. When the
2980          * truncation completes, arrange to have the reference count on
2981          * the parent decremented to account for the loss of "..".
2982          */
2983         ip->i_nlink -= 2;
2984         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
2985         if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2986                 FREE_LOCK(&lk);
2987                 panic("handle_workitem_remove: bad dir delta");
2988         }
2989         inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2990         FREE_LOCK(&lk);
2991         if ((error = ffs_truncate(vp, (off_t)0, 0, proc0.p_ucred)) != 0)
2992                 softdep_error("handle_workitem_remove: truncate", error);
2993         /*
2994          * Rename a directory to a new parent. Since, we are both deleting
2995          * and creating a new directory entry, the link count on the new
2996          * directory should not change. Thus we skip the followup dirrem.
2997          */
2998         if (dirrem->dm_state & DIRCHG) {
2999                 vput(vp);
3000                 num_dirrem -= 1;
3001                 WORKITEM_FREE(dirrem, D_DIRREM);
3002                 return;
3003         }
3004         /*
3005          * If the inodedep does not exist, then the zero'ed inode has
3006          * been written to disk. If the allocated inode has never been
3007          * written to disk, then the on-disk inode is zero'ed. In either
3008          * case we can remove the file immediately.
3009          */
3010         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3011         dirrem->dm_state = 0;
3012         oldinum = dirrem->dm_oldinum;
3013         dirrem->dm_oldinum = dirrem->dm_dirinum;
3014         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, oldinum, 0, &inodedep) == 0 ||
3015             check_inode_unwritten(inodedep)) {
3016                 FREE_LOCK(&lk);
3017                 vput(vp);
3018                 handle_workitem_remove(dirrem);
3019                 return;
3020         }
3021         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_inowait, &dirrem->dm_list);
3022         FREE_LOCK(&lk);
3023         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
3024         ffs_update(vp, 0);
3025         vput(vp);
3026 }
3027
3028 /*
3029  * Inode de-allocation dependencies.
3030  * 
3031  * When an inode's link count is reduced to zero, it can be de-allocated. We
3032  * found it convenient to postpone de-allocation until after the inode is
3033  * written to disk with its new link count (zero).  At this point, all of the
3034  * on-disk inode's block pointers are nullified and, with careful dependency
3035  * list ordering, all dependencies related to the inode will be satisfied and
3036  * the corresponding dependency structures de-allocated.  So, if/when the
3037  * inode is reused, there will be no mixing of old dependencies with new
3038  * ones.  This artificial dependency is set up by the block de-allocation
3039  * procedure above (softdep_setup_freeblocks) and completed by the
3040  * following procedure.
3041  */
3042 static void 
3043 handle_workitem_freefile(struct freefile *freefile)
3044 {
3045         struct vnode vp;
3046         struct inode tip;
3047         struct inodedep *idp;
3048         int error;
3049
3050 #ifdef DEBUG
3051         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3052         error = inodedep_lookup(freefile->fx_fs, freefile->fx_oldinum, 0, &idp);
3053         FREE_LOCK(&lk);
3054         if (error)
3055                 panic("handle_workitem_freefile: inodedep survived");
3056 #endif
3057         tip.i_devvp = freefile->fx_devvp;
3058         tip.i_dev = freefile->fx_devvp->v_rdev;
3059         tip.i_fs = freefile->fx_fs;
3060         vp.v_data = &tip;
3061         if ((error = ffs_freefile(&vp, freefile->fx_oldinum, freefile->fx_mode)) != 0)
3062                 softdep_error("handle_workitem_freefile", error);
3063         WORKITEM_FREE(freefile, D_FREEFILE);
3064 }
3065
3066 /*
3067  * Helper function which unlinks marker element from work list and returns
3068  * the next element on the list.
3069  */
3070 static __inline struct worklist *
3071 markernext(struct worklist *marker)
3072 {
3073         struct worklist *next;
3074
3075         next = LIST_NEXT(marker, wk_list);
3076         LIST_REMOVE(marker, wk_list);
3077         return next;
3078 }
3079
3080 /*
3081  * checkread, checkwrite
3082  *
3083  * bioops callback - hold io_token
3084  */
3085 static  int
3086 softdep_checkread(struct buf *bp)
3087 {
3088         /* nothing to do, mp lock not needed */
3089         return(0);
3090 }
3091
3092 /*
3093  * bioops callback - hold io_token
3094  */
3095 static  int
3096 softdep_checkwrite(struct buf *bp)
3097 {
3098         /* nothing to do, mp lock not needed */
3099         return(0);
3100 }
3101
3102 /*
3103  * Disk writes.
3104  * 
3105  * The dependency structures constructed above are most actively used when file
3106  * system blocks are written to disk.  No constraints are placed on when a
3107  * block can be written, but unsatisfied update dependencies are made safe by
3108  * modifying (or replacing) the source memory for the duration of the disk
3109  * write.  When the disk write completes, the memory block is again brought
3110  * up-to-date.
3111  *
3112  * In-core inode structure reclamation.
3113  * 
3114  * Because there are a finite number of "in-core" inode structures, they are
3115  * reused regularly.  By transferring all inode-related dependencies to the
3116  * in-memory inode block and indexing them separately (via "inodedep"s), we
3117  * can allow "in-core" inode structures to be reused at any time and avoid
3118  * any increase in contention.
3119  *
3120  * Called just before entering the device driver to initiate a new disk I/O.
3121  * The buffer must be locked, thus, no I/O completion operations can occur
3122  * while we are manipulating its associated dependencies.
3123  *
3124  * bioops callback - hold io_token
3125  *
3126  * Parameters:
3127  *      bp:     structure describing disk write to occur
3128  */
3129 static void 
3130 softdep_disk_io_initiation(struct buf *bp)
3131 {
3132         struct worklist *wk;
3133         struct worklist marker;
3134         struct indirdep *indirdep;
3135
3136         /*
3137          * We only care about write operations. There should never
3138          * be dependencies for reads.
3139          */
3140         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3141                 panic("softdep_disk_io_initiation: read");
3142
3143         get_mplock();
3144         marker.wk_type = D_LAST + 1;    /* Not a normal workitem */
3145         
3146         /*
3147          * Do any necessary pre-I/O processing.
3148          */
3149         for (wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep); wk; wk = markernext(&marker)) {
3150                 LIST_INSERT_AFTER(wk, &marker, wk_list);
3151
3152                 switch (wk->wk_type) {
3153                 case D_PAGEDEP:
3154                         initiate_write_filepage(WK_PAGEDEP(wk), bp);
3155                         continue;
3156
3157                 case D_INODEDEP:
3158                         initiate_write_inodeblock(WK_INODEDEP(wk), bp);
3159                         continue;
3160
3161                 case D_INDIRDEP:
3162                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
3163                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY)
3164                                 panic("disk_io_initiation: indirdep gone");
3165                         /*
3166                          * If there are no remaining dependencies, this
3167                          * will be writing the real pointers, so the
3168                          * dependency can be freed.
3169                          */
3170                         if (LIST_FIRST(&indirdep->ir_deplisthd) == NULL) {
3171                                 indirdep->ir_savebp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
3172                                 brelse(indirdep->ir_savebp);
3173                                 /* inline expand WORKLIST_REMOVE(wk); */
3174                                 wk->wk_state &= ~ONWORKLIST;
3175                                 LIST_REMOVE(wk, wk_list);
3176                                 WORKITEM_FREE(indirdep, D_INDIRDEP);
3177                                 continue;
3178                         }
3179                         /*
3180                          * Replace up-to-date version with safe version.
3181                          */
3182                         MALLOC(indirdep->ir_saveddata, caddr_t, bp->b_bcount,
3183                             M_INDIRDEP, M_SOFTDEP_FLAGS);
3184                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3185                         indirdep->ir_state &= ~ATTACHED;
3186                         indirdep->ir_state |= UNDONE;
3187                         bcopy(bp->b_data, indirdep->ir_saveddata, bp->b_bcount);
3188                         bcopy(indirdep->ir_savebp->b_data, bp->b_data,
3189                             bp->b_bcount);
3190                         FREE_LOCK(&lk);
3191                         continue;
3192
3193                 case D_MKDIR:
3194                 case D_BMSAFEMAP:
3195                 case D_ALLOCDIRECT:
3196                 case D_ALLOCINDIR:
3197                         continue;
3198
3199                 default:
3200                         panic("handle_disk_io_initiation: Unexpected type %s",
3201                             TYPENAME(wk->wk_type));
3202                         /* NOTREACHED */
3203                 }
3204         }
3205         rel_mplock();
3206 }
3207
3208 /*
3209  * Called from within the procedure above to deal with unsatisfied
3210  * allocation dependencies in a directory. The buffer must be locked,
3211  * thus, no I/O completion operations can occur while we are
3212  * manipulating its associated dependencies.
3213  */
3214 static void
3215 initiate_write_filepage(struct pagedep *pagedep, struct buf *bp)
3216 {
3217         struct diradd *dap;
3218         struct direct *ep;
3219         int i;
3220
3221         if (pagedep->pd_state & IOSTARTED) {
3222                 /*
3223                  * This can only happen if there is a driver that does not
3224                  * understand chaining. Here biodone will reissue the call
3225                  * to strategy for the incomplete buffers.
3226                  */
3227                 kprintf("initiate_write_filepage: already started\n");
3228                 return;
3229         }
3230         pagedep->pd_state |= IOSTARTED;
3231         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3232         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
3233                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[i], da_pdlist) {
3234                         ep = (struct direct *)
3235                             ((char *)bp->b_data + dap->da_offset);
3236                         if (ep->d_ino != dap->da_newinum) {
3237                                 FREE_LOCK(&lk);
3238                                 panic("%s: dir inum %d != new %"PRId64,
3239                                     "initiate_write_filepage",
3240                                     ep->d_ino, dap->da_newinum);
3241                         }
3242                         if (dap->da_state & DIRCHG)
3243                                 ep->d_ino = dap->da_previous->dm_oldinum;
3244                         else
3245                                 ep->d_ino = 0;
3246                         dap->da_state &= ~ATTACHED;
3247                         dap->da_state |= UNDONE;
3248                 }
3249         }
3250         FREE_LOCK(&lk);
3251 }
3252
3253 /*
3254  * Called from within the procedure above to deal with unsatisfied
3255  * allocation dependencies in an inodeblock. The buffer must be
3256  * locked, thus, no I/O completion operations can occur while we
3257  * are manipulating its associated dependencies.
3258  *
3259  * Parameters:
3260  *      bp:     The inode block
3261  */
3262 static void 
3263 initiate_write_inodeblock(struct inodedep *inodedep, struct buf *bp)
3264 {
3265         struct allocdirect *adp, *lastadp;
3266         struct ufs1_dinode *dp;
3267         struct ufs1_dinode *sip;
3268         struct fs *fs;
3269         ufs_lbn_t prevlbn = 0;
3270         int i, deplist;
3271
3272         if (inodedep->id_state & IOSTARTED)
3273                 panic("initiate_write_inodeblock: already started");
3274         inodedep->id_state |= IOSTARTED;
3275         fs = inodedep->id_fs;
3276         dp = (struct ufs1_dinode *)bp->b_data +
3277             ino_to_fsbo(fs, inodedep->id_ino);
3278         /*
3279          * If the bitmap is not yet written, then the allocated
3280          * inode cannot be written to disk.
3281          */
3282         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) == 0) {
3283                 if (inodedep->id_savedino != NULL)
3284                         panic("initiate_write_inodeblock: already doing I/O");
3285                 MALLOC(sip, struct ufs1_dinode *,
3286                     sizeof(struct ufs1_dinode), M_INODEDEP, M_SOFTDEP_FLAGS);
3287                 inodedep->id_savedino = sip;
3288                 *inodedep->id_savedino = *dp;
3289                 bzero((caddr_t)dp, sizeof(struct ufs1_dinode));
3290                 dp->di_gen = inodedep->id_savedino->di_gen;
3291                 return;
3292         }
3293         /*
3294          * If no dependencies, then there is nothing to roll back.
3295          */
3296         inodedep->id_savedsize = dp->di_size;
3297         if (TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) == NULL)
3298                 return;
3299         /*
3300          * Set the dependencies to busy.
3301          */
3302         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3303         for (deplist = 0, adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp;
3304              adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next)) {
3305 #ifdef DIAGNOSTIC
3306                 if (deplist != 0 && prevlbn >= adp->ad_lbn) {
3307                         FREE_LOCK(&lk);
3308                         panic("softdep_write_inodeblock: lbn order");
3309                 }
3310                 prevlbn = adp->ad_lbn;
3311                 if (adp->ad_lbn < NDADDR &&
3312                     dp->di_db[adp->ad_lbn] != adp->ad_newblkno) {
3313                         FREE_LOCK(&lk);
3314                         panic("%s: direct pointer #%ld mismatch %d != %d",
3315                             "softdep_write_inodeblock", adp->ad_lbn,
3316                             dp->di_db[adp->ad_lbn], adp->ad_newblkno);
3317                 }
3318                 if (adp->ad_lbn >= NDADDR &&
3319                     dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] != adp->ad_newblkno) {
3320                         FREE_LOCK(&lk);
3321                         panic("%s: indirect pointer #%ld mismatch %d != %d",
3322                             "softdep_write_inodeblock", adp->ad_lbn - NDADDR,
3323                             dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR], adp->ad_newblkno);
3324                 }
3325                 deplist |= 1 << adp->ad_lbn;
3326                 if ((adp->ad_state & ATTACHED) == 0) {
3327                         FREE_LOCK(&lk);
3328                         panic("softdep_write_inodeblock: Unknown state 0x%x",
3329                             adp->ad_state);
3330                 }
3331 #endif /* DIAGNOSTIC */
3332                 adp->ad_state &= ~ATTACHED;
3333                 adp->ad_state |= UNDONE;
3334         }
3335         /*
3336          * The on-disk inode cannot claim to be any larger than the last
3337          * fragment that has been written. Otherwise, the on-disk inode
3338          * might have fragments that were not the last block in the file
3339          * which would corrupt the filesystem.
3340          */
3341         for (lastadp = NULL, adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp;
3342              lastadp = adp, adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next)) {
3343                 if (adp->ad_lbn >= NDADDR)
3344                         break;
3345                 dp->di_db[adp->ad_lbn] = adp->ad_oldblkno;
3346                 /* keep going until hitting a rollback to a frag */
3347                 if (adp->ad_oldsize == 0 || adp->ad_oldsize == fs->fs_bsize)
3348                         continue;
3349                 dp->di_size = fs->fs_bsize * adp->ad_lbn + adp->ad_oldsize;
3350                 for (i = adp->ad_lbn + 1; i < NDADDR; i++) {
3351 #ifdef DIAGNOSTIC
3352                         if (dp->di_db[i] != 0 && (deplist & (1 << i)) == 0) {
3353                                 FREE_LOCK(&lk);
3354                                 panic("softdep_write_inodeblock: lost dep1");
3355                         }
3356 #endif /* DIAGNOSTIC */
3357                         dp->di_db[i] = 0;
3358                 }
3359                 for (i = 0; i < NIADDR; i++) {
3360 #ifdef DIAGNOSTIC
3361                         if (dp->di_ib[i] != 0 &&
3362                             (deplist & ((1 << NDADDR) << i)) == 0) {
3363                                 FREE_LOCK(&lk);
3364                                 panic("softdep_write_inodeblock: lost dep2");
3365                         }
3366 #endif /* DIAGNOSTIC */
3367                         dp->di_ib[i] = 0;
3368                 }
3369                 FREE_LOCK(&lk);
3370                 return;
3371         }
3372         /*
3373          * If we have zero'ed out the last allocated block of the file,
3374          * roll back the size to the last currently allocated block.
3375          * We know that this last allocated block is a full-sized as
3376          * we already checked for fragments in the loop above.
3377          */
3378         if (lastadp != NULL &&
3379             dp->di_size <= (lastadp->ad_lbn + 1) * fs->fs_bsize) {
3380                 for (i = lastadp->ad_lbn; i >= 0; i--)
3381                         if (dp->di_db[i] != 0)
3382                                 break;
3383                 dp->di_size = (i + 1) * fs->fs_bsize;
3384         }
3385         /*
3386          * The only dependencies are for indirect blocks.
3387          *
3388          * The file size for indirect block additions is not guaranteed.
3389          * Such a guarantee would be non-trivial to achieve. The conventional
3390          * synchronous write implementation also does not make this guarantee.
3391          * Fsck should catch and fix discrepancies. Arguably, the file size
3392          * can be over-estimated without destroying integrity when the file
3393          * moves into the indirect blocks (i.e., is large). If we want to
3394          * postpone fsck, we are stuck with this argument.
3395          */
3396         for (; adp; adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next))
3397                 dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] = 0;
3398         FREE_LOCK(&lk);
3399 }
3400
3401 /*
3402  * This routine is called during the completion interrupt
3403  * service routine for a disk write (from the procedure called
3404  * by the device driver to inform the filesystem caches of
3405  * a request completion).  It should be called early in this
3406  * procedure, before the block is made available to other
3407  * processes or other routines are called.
3408  *
3409  * bioops callback - hold io_token
3410  *
3411  * Parameters:
3412  *      bp:     describes the completed disk write
3413  */
3414 static void 
3415 softdep_disk_write_complete(struct buf *bp)
3416 {
3417         struct worklist *wk;
3418         struct workhead reattach;
3419         struct newblk *newblk;
3420         struct allocindir *aip;
3421         struct allocdirect *adp;
3422         struct indirdep *indirdep;
3423         struct inodedep *inodedep;
3424         struct bmsafemap *bmsafemap;
3425
3426         get_mplock();
3427 #ifdef DEBUG
3428         if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
3429                 panic("softdep_disk_write_complete: lock is held");
3430         lk.lkt_held = SPECIAL_FLAG;
3431 #endif
3432         LIST_INIT(&reattach);
3433         while ((wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
3434                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3435                 switch (wk->wk_type) {
3436
3437                 case D_PAGEDEP:
3438                         if (handle_written_filepage(WK_PAGEDEP(wk), bp))
3439                                 WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3440                         continue;
3441
3442                 case D_INODEDEP:
3443                         if (handle_written_inodeblock(WK_INODEDEP(wk), bp))
3444                                 WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3445                         continue;
3446
3447                 case D_BMSAFEMAP:
3448                         bmsafemap = WK_BMSAFEMAP(wk);
3449                         while ((newblk = LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_newblkhd))) {
3450                                 newblk->nb_state |= DEPCOMPLETE;
3451                                 newblk->nb_bmsafemap = NULL;
3452                                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
3453                         }
3454                         while ((adp =
3455                            LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_allocdirecthd))) {
3456                                 adp->ad_state |= DEPCOMPLETE;
3457                                 adp->ad_buf = NULL;
3458                                 LIST_REMOVE(adp, ad_deps);
3459                                 handle_allocdirect_partdone(adp);
3460                         }
3461                         while ((aip =
3462                             LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_allocindirhd))) {
3463                                 aip->ai_state |= DEPCOMPLETE;
3464                                 aip->ai_buf = NULL;
3465                                 LIST_REMOVE(aip, ai_deps);
3466                                 handle_allocindir_partdone(aip);
3467                         }
3468                         while ((inodedep =
3469                              LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_inodedephd)) != NULL) {
3470                                 inodedep->id_state |= DEPCOMPLETE;
3471                                 LIST_REMOVE(inodedep, id_deps);
3472                                 inodedep->id_buf = NULL;
3473                         }
3474                         WORKITEM_FREE(bmsafemap, D_BMSAFEMAP);
3475                         continue;
3476
3477                 case D_MKDIR:
3478                         handle_written_mkdir(WK_MKDIR(wk), MKDIR_BODY);
3479                         continue;
3480
3481                 case D_ALLOCDIRECT:
3482                         adp = WK_ALLOCDIRECT(wk);
3483                         adp->ad_state |= COMPLETE;
3484                         handle_allocdirect_partdone(adp);
3485                         continue;
3486
3487                 case D_ALLOCINDIR:
3488                         aip = WK_ALLOCINDIR(wk);
3489                         aip->ai_state |= COMPLETE;
3490                         handle_allocindir_partdone(aip);
3491                         continue;
3492
3493                 case D_INDIRDEP:
3494                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
3495                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) {
3496                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3497                                 panic("disk_write_complete: indirdep gone");
3498                         }
3499                         bcopy(indirdep->ir_saveddata, bp->b_data, bp->b_bcount);
3500                         FREE(indirdep->ir_saveddata, M_INDIRDEP);
3501                         indirdep->ir_saveddata = 0;
3502                         indirdep->ir_state &= ~UNDONE;
3503                         indirdep->ir_state |= ATTACHED;
3504                         while ((aip = LIST_FIRST(&indirdep->ir_donehd)) != 0) {
3505                                 handle_allocindir_partdone(aip);
3506                                 if (aip == LIST_FIRST(&indirdep->ir_donehd)) {
3507                                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3508                                         panic("disk_write_complete: not gone");
3509                                 }
3510                         }
3511                         WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3512                         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3513                                 stat_indir_blk_ptrs++;
3514                         bdirty(bp);
3515                         continue;
3516
3517                 default:
3518                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3519                         panic("handle_disk_write_complete: Unknown type %s",
3520                             TYPENAME(wk->wk_type));
3521                         /* NOTREACHED */
3522                 }
3523         }
3524         /*
3525          * Reattach any requests that must be redone.
3526          */
3527         while ((wk = LIST_FIRST(&reattach)) != NULL) {
3528                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3529                 WORKLIST_INSERT_BP(bp, wk);
3530         }
3531 #ifdef DEBUG
3532         if (lk.lkt_held != SPECIAL_FLAG)
3533                 panic("softdep_disk_write_complete: lock lost");
3534         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3535 #endif
3536         rel_mplock();
3537 }
3538
3539 /*
3540  * Called from within softdep_disk_write_complete above. Note that
3541  * this routine is always called from interrupt level with further
3542  * splbio interrupts blocked.
3543  *
3544  * Parameters:
3545  *      adp:    the completed allocdirect
3546  */
3547 static void 
3548 handle_allocdirect_partdone(struct allocdirect *adp)
3549 {
3550         struct allocdirect *listadp;
3551         struct inodedep *inodedep;
3552         long bsize;
3553
3554         if ((adp->ad_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3555                 return;
3556         if (adp->ad_buf != NULL) {
3557                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3558                 panic("handle_allocdirect_partdone: dangling dep");
3559         }
3560         /*
3561          * The on-disk inode cannot claim to be any larger than the last
3562          * fragment that has been written. Otherwise, the on-disk inode
3563          * might have fragments that were not the last block in the file
3564          * which would corrupt the filesystem. Thus, we cannot free any
3565          * allocdirects after one whose ad_oldblkno claims a fragment as
3566          * these blocks must be rolled back to zero before writing the inode.
3567          * We check the currently active set of allocdirects in id_inoupdt.
3568          */
3569         inodedep = adp->ad_inodedep;
3570         bsize = inodedep->id_fs->fs_bsize;
3571         TAILQ_FOREACH(listadp, &inodedep->id_inoupdt, ad_next) {
3572                 /* found our block */
3573                 if (listadp == adp)
3574                         break;
3575                 /* continue if ad_oldlbn is not a fragment */
3576                 if (listadp->ad_oldsize == 0 ||
3577                     listadp->ad_oldsize == bsize)
3578                         continue;
3579                 /* hit a fragment */
3580                 return;
3581         }
3582         /*
3583          * If we have reached the end of the current list without
3584          * finding the just finished dependency, then it must be
3585          * on the future dependency list. Future dependencies cannot
3586          * be freed until they are moved to the current list.
3587          */
3588         if (listadp == NULL) {
3589 #ifdef DEBUG
3590                 TAILQ_FOREACH(listadp, &inodedep->id_newinoupdt, ad_next)
3591                         /* found our block */
3592                         if (listadp == adp)
3593                                 break;
3594                 if (listadp == NULL) {
3595                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3596                         panic("handle_allocdirect_partdone: lost dep");
3597                 }
3598 #endif /* DEBUG */
3599                 return;
3600         }
3601         /*
3602          * If we have found the just finished dependency, then free
3603          * it along with anything that follows it that is complete.
3604          */
3605         for (; adp; adp = listadp) {
3606                 listadp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next);
3607                 if ((adp->ad_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3608                         return;
3609                 free_allocdirect(&inodedep->id_inoupdt, adp, 1);
3610         }
3611 }
3612
3613 /*
3614  * Called from within softdep_disk_write_complete above. Note that
3615  * this routine is always called from interrupt level with further
3616  * splbio interrupts blocked.
3617  *
3618  * Parameters:
3619  *      aip:    the completed allocindir
3620  */
3621 static void
3622 handle_allocindir_partdone(struct allocindir *aip)
3623 {
3624         struct indirdep *indirdep;
3625
3626         if ((aip->ai_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3627                 return;
3628         if (aip->ai_buf != NULL) {
3629                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3630                 panic("handle_allocindir_partdone: dangling dependency");
3631         }
3632         indirdep = aip->ai_indirdep;
3633         if (indirdep->ir_state & UNDONE) {
3634                 LIST_REMOVE(aip, ai_next);
3635                 LIST_INSERT_HEAD(&indirdep->ir_donehd, aip, ai_next);
3636                 return;
3637         }
3638         ((ufs_daddr_t *)indirdep->ir_savebp->b_data)[aip->ai_offset] =
3639             aip->ai_newblkno;
3640         LIST_REMOVE(aip, ai_next);
3641         if (aip->ai_freefrag != NULL)
3642                 add_to_worklist(&aip->ai_freefrag->ff_list);
3643         WORKITEM_FREE(aip, D_ALLOCINDIR);
3644 }
3645
3646 /*
3647  * Called from within softdep_disk_write_complete above to restore
3648  * in-memory inode block contents to their most up-to-date state. Note
3649  * that this routine is always called from interrupt level with further
3650  * splbio interrupts blocked.
3651  *
3652  * Parameters:
3653  *      bp:     buffer containing the inode block
3654  */
3655 static int 
3656 handle_written_inodeblock(struct inodedep *inodedep, struct buf *bp)
3657 {
3658         struct worklist *wk, *filefree;
3659         struct allocdirect *adp, *nextadp;
3660         struct ufs1_dinode *dp;
3661         int hadchanges;
3662
3663         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) == 0) {
3664                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3665                 panic("handle_written_inodeblock: not started");
3666         }
3667         inodedep->id_state &= ~IOSTARTED;
3668         dp = (struct ufs1_dinode *)bp->b_data +
3669             ino_to_fsbo(inodedep->id_fs, inodedep->id_ino);
3670         /*
3671          * If we had to rollback the inode allocation because of
3672          * bitmaps being incomplete, then simply restore it.
3673          * Keep the block dirty so that it will not be reclaimed until
3674          * all associated dependencies have been cleared and the
3675          * corresponding updates written to disk.
3676          */
3677         if (inodedep->id_savedino != NULL) {
3678                 *dp = *inodedep->id_savedino;
3679                 FREE(inodedep->id_savedino, M_INODEDEP);
3680                 inodedep->id_savedino = NULL;
3681                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3682                         stat_inode_bitmap++;
3683                 bdirty(bp);
3684                 return (1);
3685         }
3686         inodedep->id_state |= COMPLETE;
3687         /*
3688          * Roll forward anything that had to be rolled back before 
3689          * the inode could be updated.
3690          */
3691         hadchanges = 0;
3692         for (adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp; adp = nextadp) {
3693                 nextadp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next);
3694                 if (adp->ad_state & ATTACHED) {
3695                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3696                         panic("handle_written_inodeblock: new entry");
3697                 }
3698                 if (adp->ad_lbn < NDADDR) {
3699                         if (dp->di_db[adp->ad_lbn] != adp->ad_oldblkno) {
3700                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3701                                 panic("%s: %s #%ld mismatch %d != %d",
3702                                     "handle_written_inodeblock",
3703                                     "direct pointer", adp->ad_lbn,
3704                                     dp->di_db[adp->ad_lbn], adp->ad_oldblkno);
3705                         }
3706                         dp->di_db[adp->ad_lbn] = adp->ad_newblkno;
3707                 } else {
3708                         if (dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] != 0) {
3709                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3710                                 panic("%s: %s #%ld allocated as %d",
3711                                     "handle_written_inodeblock",
3712                                     "indirect pointer", adp->ad_lbn - NDADDR,
3713                                     dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR]);
3714                         }
3715                         dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] = adp->ad_newblkno;
3716                 }
3717                 adp->ad_state &= ~UNDONE;
3718                 adp->ad_state |= ATTACHED;
3719                 hadchanges = 1;
3720         }
3721         if (hadchanges && (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3722                 stat_direct_blk_ptrs++;
3723         /*
3724          * Reset the file size to its most up-to-date value.
3725          */
3726         if (inodedep->id_savedsize == -1) {
3727                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3728                 panic("handle_written_inodeblock: bad size");
3729         }
3730         if (dp->di_size != inodedep->id_savedsize) {
3731                 dp->di_size = inodedep->id_savedsize;
3732                 hadchanges = 1;
3733         }
3734         inodedep->id_savedsize = -1;
3735         /*
3736          * If there were any rollbacks in the inode block, then it must be
3737          * marked dirty so that its will eventually get written back in
3738          * its correct form.
3739          */
3740         if (hadchanges)
3741                 bdirty(bp);
3742         /*
3743          * Process any allocdirects that completed during the update.
3744          */
3745         if ((adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt)) != NULL)
3746                 handle_allocdirect_partdone(adp);
3747         /*
3748          * Process deallocations that were held pending until the
3749          * inode had been written to disk. Freeing of the inode
3750          * is delayed until after all blocks have been freed to
3751          * avoid creation of new <vfsid, inum, lbn> triples
3752          * before the old ones have been deleted.
3753          */
3754         filefree = NULL;
3755         while ((wk = LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait)) != NULL) {
3756                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3757                 switch (wk->wk_type) {
3758
3759                 case D_FREEFILE:
3760                         /*
3761                          * We defer adding filefree to the worklist until
3762                          * all other additions have been made to ensure
3763                          * that it will be done after all the old blocks
3764                          * have been freed.
3765                          */
3766                         if (filefree != NULL) {
3767                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3768                                 panic("handle_written_inodeblock: filefree");
3769                         }
3770                         filefree = wk;
3771                         continue;
3772
3773                 case D_MKDIR:
3774                         handle_written_mkdir(WK_MKDIR(wk), MKDIR_PARENT);
3775                         continue;
3776
3777                 case D_DIRADD:
3778                         diradd_inode_written(WK_DIRADD(wk), inodedep);
3779                         continue;
3780
3781                 case D_FREEBLKS:
3782                         wk->wk_state |= COMPLETE;
3783                         if ((wk->wk_state  & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3784                                 continue;
3785                         /* -- fall through -- */
3786                 case D_FREEFRAG:
3787                 case D_DIRREM:
3788                         add_to_worklist(wk);
3789                         continue;
3790
3791                 default:
3792                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3793                         panic("handle_written_inodeblock: Unknown type %s",
3794                             TYPENAME(wk->wk_type));
3795                         /* NOTREACHED */
3796                 }
3797         }
3798         if (filefree != NULL) {
3799                 if (free_inodedep(inodedep) == 0) {
3800                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3801                         panic("handle_written_inodeblock: live inodedep");
3802                 }
3803                 add_to_worklist(filefree);
3804                 return (0);
3805         }
3806
3807         /*
3808          * If no outstanding dependencies, free it.
3809          */
3810         if (free_inodedep(inodedep) || TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) == 0)
3811                 return (0);
3812         return (hadchanges);
3813 }
3814
3815 /*
3816  * Process a diradd entry after its dependent inode has been written.
3817  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
3818  */
3819 static void
3820 diradd_inode_written(struct diradd *dap, struct inodedep *inodedep)
3821 {
3822         struct pagedep *pagedep;
3823
3824         dap->da_state |= COMPLETE;
3825         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3826                 if (dap->da_state & DIRCHG)
3827                         pagedep = dap->da_previous->dm_pagedep;
3828                 else
3829                         pagedep = dap->da_pagedep;
3830                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3831                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
3832         }
3833         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_pendinghd, &dap->da_list);
3834 }
3835
3836 /*
3837  * Handle the completion of a mkdir dependency.
3838  */
3839 static void
3840 handle_written_mkdir(struct mkdir *mkdir, int type)
3841 {
3842         struct diradd *dap;
3843         struct pagedep *pagedep;
3844
3845         if (mkdir->md_state != type) {
3846                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3847                 panic("handle_written_mkdir: bad type");
3848         }
3849         dap = mkdir->md_diradd;
3850         dap->da_state &= ~type;
3851         if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) == 0)
3852                 dap->da_state |= DEPCOMPLETE;
3853         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3854                 if (dap->da_state & DIRCHG)
3855                         pagedep = dap->da_previous->dm_pagedep;
3856                 else
3857                         pagedep = dap->da_pagedep;
3858                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3859                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
3860         }
3861         LIST_REMOVE(mkdir, md_mkdirs);
3862         WORKITEM_FREE(mkdir, D_MKDIR);
3863 }
3864
3865 /*
3866  * Called from within softdep_disk_write_complete above.
3867  * A write operation was just completed. Removed inodes can
3868  * now be freed and associated block pointers may be committed.
3869  * Note that this routine is always called from interrupt level
3870  * with further splbio interrupts blocked.
3871  *
3872  * Parameters:
3873  *      bp:     buffer containing the written page
3874  */
3875 static int 
3876 handle_written_filepage(struct pagedep *pagedep, struct buf *bp)
3877 {
3878         struct dirrem *dirrem;
3879         struct diradd *dap, *nextdap;
3880         struct direct *ep;
3881         int i, chgs;
3882
3883         if ((pagedep->pd_state & IOSTARTED) == 0) {
3884                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3885                 panic("handle_written_filepage: not started");
3886         }
3887         pagedep->pd_state &= ~IOSTARTED;
3888         /*
3889          * Process any directory removals that have been committed.
3890          */
3891         while ((dirrem = LIST_FIRST(&pagedep->pd_dirremhd)) != NULL) {
3892                 LIST_REMOVE(dirrem, dm_next);
3893                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
3894                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
3895         }
3896         /*
3897          * Free any directory additions that have been committed.
3898          */
3899         while ((dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd)) != NULL)
3900                 free_diradd(dap);
3901         /*
3902          * Uncommitted directory entries must be restored.
3903          */
3904         for (chgs = 0, i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
3905                 for (dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i]); dap;
3906                      dap = nextdap) {
3907                         nextdap = LIST_NEXT(dap, da_pdlist);
3908                         if (dap->da_state & ATTACHED) {
3909                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3910                                 panic("handle_written_filepage: attached");
3911                         }
3912                         ep = (struct direct *)
3913                             ((char *)bp->b_data + dap->da_offset);
3914                         ep->d_ino = dap->da_newinum;
3915                         dap->da_state &= ~UNDONE;
3916                         dap->da_state |= ATTACHED;
3917                         chgs = 1;
3918                         /*
3919                          * If the inode referenced by the directory has
3920                          * been written out, then the dependency can be
3921                          * moved to the pending list.
3922                          */
3923                         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3924                                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3925                                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap,
3926                                     da_pdlist);
3927                         }
3928                 }
3929         }
3930         /*
3931          * If there were any rollbacks in the directory, then it must be
3932          * marked dirty so that its will eventually get written back in
3933          * its correct form.
3934          */
3935         if (chgs) {
3936                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3937                         stat_dir_entry++;
3938                 bdirty(bp);
3939         }
3940         /*
3941          * If no dependencies remain, the pagedep will be freed.
3942          * Otherwise it will remain to update the page before it
3943    &nbs