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 1.22 2005/04/15 19:08:32 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 <sys/buf2.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 /*
  74  * These definitions need to be adapted to the system to which
  75  * this file is being ported.
  76  */
  77 /*
  78  * malloc types defined for the softdep system.
  79  */
  80 MALLOC_DEFINE(M_PAGEDEP, "pagedep","File page dependencies");
  81 MALLOC_DEFINE(M_INODEDEP, "inodedep","Inode dependencies");
  82 MALLOC_DEFINE(M_NEWBLK, "newblk","New block allocation");
  83 MALLOC_DEFINE(M_BMSAFEMAP, "bmsafemap","Block or frag allocated from cyl group map");
  84 MALLOC_DEFINE(M_ALLOCDIRECT, "allocdirect","Block or frag dependency for an inode");
  85 MALLOC_DEFINE(M_INDIRDEP, "indirdep","Indirect block dependencies");
  86 MALLOC_DEFINE(M_ALLOCINDIR, "allocindir","Block dependency for an indirect block");
  87 MALLOC_DEFINE(M_FREEFRAG, "freefrag","Previously used frag for an inode");
  88 MALLOC_DEFINE(M_FREEBLKS, "freeblks","Blocks freed from an inode");
  89 MALLOC_DEFINE(M_FREEFILE, "freefile","Inode deallocated");
  90 MALLOC_DEFINE(M_DIRADD, "diradd","New directory entry");
  91 MALLOC_DEFINE(M_MKDIR, "mkdir","New directory");
  92 MALLOC_DEFINE(M_DIRREM, "dirrem","Directory entry deleted");
  93
  94 #define M_SOFTDEP_FLAGS         (M_WAITOK | M_USE_RESERVE)
  95
  96 #define D_PAGEDEP       0
  97 #define D_INODEDEP      1
  98 #define D_NEWBLK        2
  99 #define D_BMSAFEMAP     3
 100 #define D_ALLOCDIRECT   4
 101 #define D_INDIRDEP      5
 102 #define D_ALLOCINDIR    6
 103 #define D_FREEFRAG      7
 104 #define D_FREEBLKS      8
 105 #define D_FREEFILE      9
 106 #define D_DIRADD        10
 107 #define D_MKDIR         11
 108 #define D_DIRREM        12
 109 #define D_LAST          D_DIRREM
 110
 111 /*
 112  * translate from workitem type to memory type
 113  * MUST match the defines above, such that memtype[D_XXX] == M_XXX
 114  */
 115 static struct malloc_type *memtype[] = {
 116         M_PAGEDEP,
 117         M_INODEDEP,
 118         M_NEWBLK,
 119         M_BMSAFEMAP,
 120         M_ALLOCDIRECT,
 121         M_INDIRDEP,
 122         M_ALLOCINDIR,
 123         M_FREEFRAG,
 124         M_FREEBLKS,
 125         M_FREEFILE,
 126         M_DIRADD,
 127         M_MKDIR,
 128         M_DIRREM
 129 };
 130
 131 #define DtoM(type) (memtype[type])
 132
 133 /*
 134  * Names of malloc types.
 135  */
 136 #define TYPENAME(type)  \
 137         ((unsigned)(type) < D_LAST ? memtype[type]->ks_shortdesc : "???")
 138 /*
 139  * End system adaptaion definitions.
 140  */
 141
 142 /*
 143  * Internal function prototypes.
 144  */
 145 static  void softdep_error(char *, int);
 146 static  void drain_output(struct vnode *, int);
 147 static  int getdirtybuf(struct buf **, int);
 148 static  void clear_remove(struct thread *);
 149 static  void clear_inodedeps(struct thread *);
 150 static  int flush_pagedep_deps(struct vnode *, struct mount *,
 151             struct diraddhd *);
 152 static  int flush_inodedep_deps(struct fs *, ino_t);
 153 static  int handle_written_filepage(struct pagedep *, struct buf *);
 154 static  void diradd_inode_written(struct diradd *, struct inodedep *);
 155 static  int handle_written_inodeblock(struct inodedep *, struct buf *);
 156 static  void handle_allocdirect_partdone(struct allocdirect *);
 157 static  void handle_allocindir_partdone(struct allocindir *);
 158 static  void initiate_write_filepage(struct pagedep *, struct buf *);
 159 static  void handle_written_mkdir(struct mkdir *, int);
 160 static  void initiate_write_inodeblock(struct inodedep *, struct buf *);
 161 static  void handle_workitem_freefile(struct freefile *);
 162 static  void handle_workitem_remove(struct dirrem *);
 163 static  struct dirrem *newdirrem(struct buf *, struct inode *,
 164             struct inode *, int, struct dirrem **);
 165 static  void free_diradd(struct diradd *);
 166 static  void free_allocindir(struct allocindir *, struct inodedep *);
 167 static  int indir_trunc (struct inode *, ufs_daddr_t, int, ufs_lbn_t,
 168             long *);
 169 static  void deallocate_dependencies(struct buf *, struct inodedep *);
 170 static  void free_allocdirect(struct allocdirectlst *,
 171             struct allocdirect *, int);
 172 static  int check_inode_unwritten(struct inodedep *);
 173 static  int free_inodedep(struct inodedep *);
 174 static  void handle_workitem_freeblocks(struct freeblks *);
 175 static  void merge_inode_lists(struct inodedep *);
 176 static  void setup_allocindir_phase2(struct buf *, struct inode *,
 177             struct allocindir *);
 178 static  struct allocindir *newallocindir(struct inode *, int, ufs_daddr_t,
 179             ufs_daddr_t);
 180 static  void handle_workitem_freefrag(struct freefrag *);
 181 static  struct freefrag *newfreefrag(struct inode *, ufs_daddr_t, long);
 182 static  void allocdirect_merge(struct allocdirectlst *,
 183             struct allocdirect *, struct allocdirect *);
 184 static  struct bmsafemap *bmsafemap_lookup(struct buf *);
 185 static  int newblk_lookup(struct fs *, ufs_daddr_t, int,
 186             struct newblk **);
 187 static  int inodedep_lookup(struct fs *, ino_t, int, struct inodedep **);
 188 static  int pagedep_lookup(struct inode *, ufs_lbn_t, int,
 189             struct pagedep **);
 190 static  void pause_timer(void *);
 191 static  int request_cleanup(int, int);
 192 static  int process_worklist_item(struct mount *, int);
 193 static  void add_to_worklist(struct worklist *);
 194
 195 /*
 196  * Exported softdep operations.
 197  */
 198 static  void softdep_disk_io_initiation(struct buf *);
 199 static  void softdep_disk_write_complete(struct buf *);
 200 static  void softdep_deallocate_dependencies(struct buf *);
 201 static  int softdep_fsync(struct vnode *);
 202 static  int softdep_process_worklist(struct mount *);
 203 static  void softdep_move_dependencies(struct buf *, struct buf *);
 204 static  int softdep_count_dependencies(struct buf *bp, int);
 205
 206 static struct bio_ops softdep_bioops = {
 207         softdep_disk_io_initiation,             /* io_start */
 208         softdep_disk_write_complete,            /* io_complete */
 209         softdep_deallocate_dependencies,        /* io_deallocate */
 210         softdep_fsync,                          /* io_fsync */
 211         softdep_process_worklist,               /* io_sync */
 212         softdep_move_dependencies,              /* io_movedeps */
 213         softdep_count_dependencies,             /* io_countdeps */
 214 };
 215
 216 /*
 217  * Locking primitives.
 218  *
 219  * For a uniprocessor, all we need to do is protect against disk
 220  * interrupts. For a multiprocessor, this lock would have to be
 221  * a mutex. A single mutex is used throughout this file, though
 222  * finer grain locking could be used if contention warranted it.
 223  *
 224  * For a multiprocessor, the sleep call would accept a lock and
 225  * release it after the sleep processing was complete. In a uniprocessor
 226  * implementation there is no such interlock, so we simple mark
 227  * the places where it needs to be done with the `interlocked' form
 228  * of the lock calls. Since the uniprocessor sleep already interlocks
 229  * the spl, there is nothing that really needs to be done.
 230  */
 231 #ifndef /* NOT */ DEBUG
 232 static struct lockit {
 233         int     lkt_spl;
 234 } lk = { 0 };
 235 #define ACQUIRE_LOCK(lk)                (lk)->lkt_spl = splbio()
 236 #define FREE_LOCK(lk)                   splx((lk)->lkt_spl)
 237
 238 #else /* DEBUG */
 239 #define NOHOLDER        ((struct thread *)-1)
 240 #define SPECIAL_FLAG    ((struct thread *)-2)
 241 static struct lockit {
 242         int     lkt_spl;
 243         struct thread *lkt_held;
 244 } lk = { 0, NOHOLDER };
 245 static int lockcnt;
 246
 247 static  void acquire_lock(struct lockit *);
 248 static  void free_lock(struct lockit *);
 249 void    softdep_panic(char *);
 250
 251 #define ACQUIRE_LOCK(lk)                acquire_lock(lk)
 252 #define FREE_LOCK(lk)                   free_lock(lk)
 253
 254 static void
 255 acquire_lock(lk)
 256         struct lockit *lk;
 257 {
 258         thread_t holder;
 259
 260         if (lk->lkt_held != NOHOLDER) {
 261                 holder = lk->lkt_held;
 262                 FREE_LOCK(lk);
 263                 if (holder == curthread)
 264                         panic("softdep_lock: locking against myself");
 265                 else
 266                         panic("softdep_lock: lock held by %p", holder);
 267         }
 268         lk->lkt_spl = splbio();
 269         lk->lkt_held = curthread;
 270         lockcnt++;
 271 }
 272
 273 static void
 274 free_lock(lk)
 275         struct lockit *lk;
 276 {
 277
 278         if (lk->lkt_held == NOHOLDER)
 279                 panic("softdep_unlock: lock not held");
 280         lk->lkt_held = NOHOLDER;
 281         splx(lk->lkt_spl);
 282 }
 283
 284 /*
 285  * Function to release soft updates lock and panic.
 286  */
 287 void
 288 softdep_panic(msg)
 289         char *msg;
 290 {
 291
 292         if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
 293                 FREE_LOCK(&lk);
 294         panic(msg);
 295 }
 296 #endif /* DEBUG */
 297
 298 static  int interlocked_sleep(struct lockit *, int, void *, int,
 299             const char *, int);
 300
 301 /*
 302  * When going to sleep, we must save our SPL so that it does
 303  * not get lost if some other process uses the lock while we
 304  * are sleeping. We restore it after we have slept. This routine
 305  * wraps the interlocking with functions that sleep. The list
 306  * below enumerates the available set of operations.
 307  */
 308 #define UNKNOWN         0
 309 #define SLEEP           1
 310 #define LOCKBUF         2
 311
 312 static int
 313 interlocked_sleep(lk, op, ident, flags, wmesg, timo)
 314         struct lockit *lk;
 315         int op;
 316         void *ident;
 317         int flags;
 318         const char *wmesg;
 319         int timo;
 320 {
 321         thread_t holder;
 322         int s, retval;
 323
 324         s = lk->lkt_spl;
 325 #       ifdef DEBUG
 326         if (lk->lkt_held == NOHOLDER)
 327                 panic("interlocked_sleep: lock not held");
 328         lk->lkt_held = NOHOLDER;
 329 #       endif /* DEBUG */
 330         switch (op) {
 331         case SLEEP:
 332                 retval = tsleep(ident, flags, wmesg, timo);
 333                 break;
 334         case LOCKBUF:
 335                 retval = BUF_LOCK((struct buf *)ident, flags);
 336                 break;
 337         default:
 338                 panic("interlocked_sleep: unknown operation");
 339         }
 340 #       ifdef DEBUG
 341         if (lk->lkt_held != NOHOLDER) {
 342                 holder = lk->lkt_held;
 343                 FREE_LOCK(lk);
 344                 if (holder == curthread)
 345                         panic("interlocked_sleep: locking against self");
 346                 else
 347                         panic("interlocked_sleep: lock held by %p", holder);
 348         }
 349         lk->lkt_held = curthread;
 350         lockcnt++;
 351 #       endif /* DEBUG */
 352         lk->lkt_spl = s;
 353         return (retval);
 354 }
 355
 356 /*
 357  * Place holder for real semaphores.
 358  */
 359 struct sema {
 360         int     value;
 361         thread_t holder;
 362         char    *name;
 363         int     prio;
 364         int     timo;
 365 };
 366 static  void sema_init(struct sema *, char *, int, int);
 367 static  int sema_get(struct sema *, struct lockit *);
 368 static  void sema_release(struct sema *);
 369
 370 static void
 371 sema_init(semap, name, prio, timo)
 372         struct sema *semap;
 373         char *name;
 374         int prio, timo;
 375 {
 376
 377         semap->holder = NOHOLDER;
 378         semap->value = 0;
 379         semap->name = name;
 380         semap->prio = prio;
 381         semap->timo = timo;
 382 }
 383
 384 static int
 385 sema_get(semap, interlock)
 386         struct sema *semap;
 387         struct lockit *interlock;
 388 {
 389
 390         if (semap->value++ > 0) {
 391                 if (interlock != NULL) {
 392                         interlocked_sleep(interlock, SLEEP, (caddr_t)semap,
 393                             semap->prio, semap->name, semap->timo);
 394                         FREE_LOCK(interlock);
 395                 } else {
 396                         tsleep((caddr_t)semap, semap->prio, semap->name,
 397                             semap->timo);
 398                 }
 399                 return (0);
 400         }
 401         semap->holder = curthread;
 402         if (interlock != NULL)
 403                 FREE_LOCK(interlock);
 404         return (1);
 405 }
 406
 407 static void
 408 sema_release(semap)
 409         struct sema *semap;
 410 {
 411
 412         if (semap->value <= 0 || semap->holder != curthread) {
 413                 if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
 414                         FREE_LOCK(&lk);
 415                 panic("sema_release: not held");
 416         }
 417         if (--semap->value > 0) {
 418                 semap->value = 0;
 419                 wakeup(semap);
 420         }
 421         semap->holder = NOHOLDER;
 422 }
 423
 424 /*
 425  * Worklist queue management.
 426  * These routines require that the lock be held.
 427  */
 428 #ifndef /* NOT */ DEBUG
 429 #define WORKLIST_INSERT(head, item) do {        \
 430         (item)->wk_state |= ONWORKLIST;         \
 431         LIST_INSERT_HEAD(head, item, wk_list);  \
 432 } while (0)
 433 #define WORKLIST_REMOVE(item) do {              \
 434         (item)->wk_state &= ~ONWORKLIST;        \
 435         LIST_REMOVE(item, wk_list);             \
 436 } while (0)
 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(head, item) worklist_insert(head, item)
 445 #define WORKLIST_REMOVE(item) worklist_remove(item)
 446 #define WORKITEM_FREE(item, type) workitem_free((struct worklist *)item, type)
 447
 448 static void
 449 worklist_insert(head, item)
 450         struct workhead *head;
 451         struct worklist *item;
 452 {
 453
 454         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
 455                 panic("worklist_insert: lock not held");
 456         if (item->wk_state & ONWORKLIST) {
 457                 FREE_LOCK(&lk);
 458                 panic("worklist_insert: already on list");
 459         }
 460         item->wk_state |= ONWORKLIST;
 461         LIST_INSERT_HEAD(head, item, wk_list);
 462 }
 463
 464 static void
 465 worklist_remove(item)
 466         struct worklist *item;
 467 {
 468
 469         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
 470                 panic("worklist_remove: lock not held");
 471         if ((item->wk_state & ONWORKLIST) == 0) {
 472                 FREE_LOCK(&lk);
 473                 panic("worklist_remove: not on list");
 474         }
 475         item->wk_state &= ~ONWORKLIST;
 476         LIST_REMOVE(item, wk_list);
 477 }
 478
 479 static void
 480 workitem_free(item, type)
 481         struct worklist *item;
 482         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(wk)
 555         struct worklist *wk;
 556 {
 557         static struct worklist *worklist_tail;
 558
 559         if (wk->wk_state & ONWORKLIST) {
 560                 if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
 561                         FREE_LOCK(&lk);
 562                 panic("add_to_worklist: already on list");
 563         }
 564         wk->wk_state |= ONWORKLIST;
 565         if (LIST_FIRST(&softdep_workitem_pending) == NULL)
 566                 LIST_INSERT_HEAD(&softdep_workitem_pending, wk, wk_list);
 567         else
 568                 LIST_INSERT_AFTER(worklist_tail, wk, wk_list);
 569         worklist_tail = wk;
 570         num_on_worklist += 1;
 571 }
 572
 573 /*
 574  * Process that runs once per second to handle items in the background queue.
 575  *
 576  * Note that we ensure that everything is done in the order in which they
 577  * appear in the queue. The code below depends on this property to ensure
 578  * that blocks of a file are freed before the inode itself is freed. This
 579  * ordering ensures that no new <vfsid, inum, lbn> triples will be generated
 580  * until all the old ones have been purged from the dependency lists.
 581  */
 582 static int
 583 softdep_process_worklist(matchmnt)
 584         struct mount *matchmnt;
 585 {
 586         thread_t td = curthread;
 587         int matchcnt, loopcount;
 588         long starttime;
 589
 590         /*
 591          * Record the process identifier of our caller so that we can give
 592          * this process preferential treatment in request_cleanup below.
 593          */
 594         filesys_syncer = td;
 595         matchcnt = 0;
 596
 597         /*
 598          * There is no danger of having multiple processes run this
 599          * code, but we have to single-thread it when softdep_flushfiles()
 600          * is in operation to get an accurate count of the number of items
 601          * related to its mount point that are in the list.
 602          */
 603         if (matchmnt == NULL) {
 604                 if (softdep_worklist_busy < 0)
 605                         return(-1);
 606                 softdep_worklist_busy += 1;
 607         }
 608
 609         /*
 610          * If requested, try removing inode or removal dependencies.
 611          */
 612         if (req_clear_inodedeps) {
 613                 clear_inodedeps(td);
 614                 req_clear_inodedeps -= 1;
 615                 wakeup_one(&proc_waiting);
 616         }
 617         if (req_clear_remove) {
 618                 clear_remove(td);
 619                 req_clear_remove -= 1;
 620                 wakeup_one(&proc_waiting);
 621         }
 622         loopcount = 1;
 623         starttime = time_second;
 624         while (num_on_worklist > 0) {
 625                 matchcnt += process_worklist_item(matchmnt, 0);
 626
 627                 /*
 628                  * If a umount operation wants to run the worklist
 629                  * accurately, abort.
 630                  */
 631                 if (softdep_worklist_req && matchmnt == NULL) {
 632                         matchcnt = -1;
 633                         break;
 634                 }
 635
 636                 /*
 637                  * If requested, try removing inode or removal dependencies.
 638                  */
 639                 if (req_clear_inodedeps) {
 640                         clear_inodedeps(td);
 641                         req_clear_inodedeps -= 1;
 642                         wakeup_one(&proc_waiting);
 643                 }
 644                 if (req_clear_remove) {
 645                         clear_remove(td);
 646                         req_clear_remove -= 1;
 647                         wakeup_one(&proc_waiting);
 648                 }
 649                 /*
 650                  * We do not generally want to stop for buffer space, but if
 651                  * we are really being a buffer hog, we will stop and wait.
 652                  */
 653                 if (loopcount++ % 128 == 0)
 654                         bwillwrite();
 655                 /*
 656                  * Never allow processing to run for more than one
 657                  * second. Otherwise the other syncer tasks may get
 658                  * excessively backlogged.
 659                  */
 660                 if (starttime != time_second && matchmnt == NULL) {
 661                         matchcnt = -1;
 662                         break;
 663                 }
 664         }
 665         if (matchmnt == NULL) {
 666                 --softdep_worklist_busy;
 667                 if (softdep_worklist_req && softdep_worklist_busy == 0)
 668                         wakeup(&softdep_worklist_req);
 669         }
 670         return (matchcnt);
 671 }
 672
 673 /*
 674  * Process one item on the worklist.
 675  */
 676 static int
 677 process_worklist_item(matchmnt, flags)
 678         struct mount *matchmnt;
 679         int flags;
 680 {
 681         struct worklist *wk;
 682         struct dirrem *dirrem;
 683         struct fs *matchfs;
 684         struct vnode *vp;
 685         int matchcnt = 0;
 686
 687         matchfs = NULL;
 688         if (matchmnt != NULL)
 689                 matchfs = VFSTOUFS(matchmnt)->um_fs;
 690         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 691         /*
 692          * Normally we just process each item on the worklist in order.
 693          * However, if we are in a situation where we cannot lock any
 694          * inodes, we have to skip over any dirrem requests whose
 695          * vnodes are resident and locked.
 696          */
 697         LIST_FOREACH(wk, &softdep_workitem_pending, wk_list) {
 698                 if ((flags & LK_NOWAIT) == 0 || wk->wk_type != D_DIRREM)
 699                         break;
 700                 dirrem = WK_DIRREM(wk);
 701                 vp = ufs_ihashlookup(VFSTOUFS(dirrem->dm_mnt)->um_dev,
 702                     dirrem->dm_oldinum);
 703                 if (vp == NULL || !VOP_ISLOCKED(vp, curthread))
 704                         break;
 705         }
 706         if (wk == 0) {
 707                 FREE_LOCK(&lk);
 708                 return (0);
 709         }
 710         WORKLIST_REMOVE(wk);
 711         num_on_worklist -= 1;
 712         FREE_LOCK(&lk);
 713         switch (wk->wk_type) {
 714
 715         case D_DIRREM:
 716                 /* removal of a directory entry */
 717                 if (WK_DIRREM(wk)->dm_mnt == matchmnt)
 718                         matchcnt += 1;
 719                 handle_workitem_remove(WK_DIRREM(wk));
 720                 break;
 721
 722         case D_FREEBLKS:
 723                 /* releasing blocks and/or fragments from a file */
 724                 if (WK_FREEBLKS(wk)->fb_fs == matchfs)
 725                         matchcnt += 1;
 726                 handle_workitem_freeblocks(WK_FREEBLKS(wk));
 727                 break;
 728
 729         case D_FREEFRAG:
 730                 /* releasing a fragment when replaced as a file grows */
 731                 if (WK_FREEFRAG(wk)->ff_fs == matchfs)
 732                         matchcnt += 1;
 733                 handle_workitem_freefrag(WK_FREEFRAG(wk));
 734                 break;
 735
 736         case D_FREEFILE:
 737                 /* releasing an inode when its link count drops to 0 */
 738                 if (WK_FREEFILE(wk)->fx_fs == matchfs)
 739                         matchcnt += 1;
 740                 handle_workitem_freefile(WK_FREEFILE(wk));
 741                 break;
 742
 743         default:
 744                 panic("%s_process_worklist: Unknown type %s",
 745                     "softdep", TYPENAME(wk->wk_type));
 746                 /* NOTREACHED */
 747         }
 748         return (matchcnt);
 749 }
 750
 751 /*
 752  * Move dependencies from one buffer to another.
 753  */
 754 static void
 755 softdep_move_dependencies(oldbp, newbp)
 756         struct buf *oldbp;
 757         struct buf *newbp;
 758 {
 759         struct worklist *wk, *wktail;
 760
 761         if (LIST_FIRST(&newbp->b_dep) != NULL)
 762                 panic("softdep_move_dependencies: need merge code");
 763         wktail = 0;
 764         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 765         while ((wk = LIST_FIRST(&oldbp->b_dep)) != NULL) {
 766                 LIST_REMOVE(wk, wk_list);
 767                 if (wktail == 0)
 768                         LIST_INSERT_HEAD(&newbp->b_dep, wk, wk_list);
 769                 else
 770                         LIST_INSERT_AFTER(wktail, wk, wk_list);
 771                 wktail = wk;
 772         }
 773         FREE_LOCK(&lk);
 774 }
 775
 776 /*
 777  * Purge the work list of all items associated with a particular mount point.
 778  */
 779 int
 780 softdep_flushfiles(struct mount *oldmnt, int flags, struct thread *td)
 781 {
 782         struct vnode *devvp;
 783         int error, loopcnt;
 784
 785         /*
 786          * Await our turn to clear out the queue, then serialize access.
 787          */
 788         while (softdep_worklist_busy != 0) {
 789                 softdep_worklist_req += 1;
 790                 tsleep(&softdep_worklist_req, 0, "softflush", 0);
 791                 softdep_worklist_req -= 1;
 792         }
 793         softdep_worklist_busy = -1;
 794
 795         if ((error = ffs_flushfiles(oldmnt, flags, td)) != 0) {
 796                 softdep_worklist_busy = 0;
 797                 if (softdep_worklist_req)
 798                         wakeup(&softdep_worklist_req);
 799                 return (error);
 800         }
 801         /*
 802          * Alternately flush the block device associated with the mount
 803          * point and process any dependencies that the flushing
 804          * creates. In theory, this loop can happen at most twice,
 805          * but we give it a few extra just to be sure.
 806          */
 807         devvp = VFSTOUFS(oldmnt)->um_devvp;
 808         for (loopcnt = 10; loopcnt > 0; ) {
 809                 if (softdep_process_worklist(oldmnt) == 0) {
 810                         loopcnt--;
 811                         /*
 812                          * Do another flush in case any vnodes were brought in
 813                          * as part of the cleanup operations.
 814                          */
 815                         if ((error = ffs_flushfiles(oldmnt, flags, td)) != 0)
 816                                 break;
 817                         /*
 818                          * If we still found nothing to do, we are really done.
 819                          */
 820                         if (softdep_process_worklist(oldmnt) == 0)
 821                                 break;
 822                 }
 823                 vn_lock(devvp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY, td);
 824                 error = VOP_FSYNC(devvp, MNT_WAIT, td);
 825                 VOP_UNLOCK(devvp, 0, td);
 826                 if (error)
 827                         break;
 828         }
 829         softdep_worklist_busy = 0;
 830         if (softdep_worklist_req)
 831                 wakeup(&softdep_worklist_req);
 832
 833         /*
 834          * If we are unmounting then it is an error to fail. If we
 835          * are simply trying to downgrade to read-only, then filesystem
 836          * activity can keep us busy forever, so we just fail with EBUSY.
 837          */
 838         if (loopcnt == 0) {
 839                 if (oldmnt->mnt_kern_flag & MNTK_UNMOUNT)
 840                         panic("softdep_flushfiles: looping");
 841                 error = EBUSY;
 842         }
 843         return (error);
 844 }
 845
 846 /*
 847  * Structure hashing.
 848  *
 849  * There are three types of structures that can be looked up:
 850  *      1) pagedep structures identified by mount point, inode number,
 851  *         and logical block.
 852  *      2) inodedep structures identified by mount point and inode number.
 853  *      3) newblk structures identified by mount point and
 854  *         physical block number.
 855  *
 856  * The "pagedep" and "inodedep" dependency structures are hashed
 857  * separately from the file blocks and inodes to which they correspond.
 858  * This separation helps when the in-memory copy of an inode or
 859  * file block must be replaced. It also obviates the need to access
 860  * an inode or file page when simply updating (or de-allocating)
 861  * dependency structures. Lookup of newblk structures is needed to
 862  * find newly allocated blocks when trying to associate them with
 863  * their allocdirect or allocindir structure.
 864  *
 865  * The lookup routines optionally create and hash a new instance when
 866  * an existing entry is not found.
 867  */
 868 #define DEPALLOC        0x0001  /* allocate structure if lookup fails */
 869 #define NODELAY         0x0002  /* cannot do background work */
 870
 871 /*
 872  * Structures and routines associated with pagedep caching.
 873  */
 874 LIST_HEAD(pagedep_hashhead, pagedep) *pagedep_hashtbl;
 875 u_long  pagedep_hash;           /* size of hash table - 1 */
 876 #define PAGEDEP_HASH(mp, inum, lbn) \
 877         (&pagedep_hashtbl[((((register_t)(mp)) >> 13) + (inum) + (lbn)) & \
 878             pagedep_hash])
 879 static struct sema pagedep_in_progress;
 880
 881 /*
 882  * Look up a pagedep. Return 1 if found, 0 if not found.
 883  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
 884  * Found or allocated entry is returned in pagedeppp.
 885  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
 886  */
 887 static int
 888 pagedep_lookup(ip, lbn, flags, pagedeppp)
 889         struct inode *ip;
 890         ufs_lbn_t lbn;
 891         int flags;
 892         struct pagedep **pagedeppp;
 893 {
 894         struct pagedep *pagedep;
 895         struct pagedep_hashhead *pagedephd;
 896         struct mount *mp;
 897         int i;
 898
 899 #ifdef DEBUG
 900         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
 901                 panic("pagedep_lookup: lock not held");
 902 #endif
 903         mp = ITOV(ip)->v_mount;
 904         pagedephd = PAGEDEP_HASH(mp, ip->i_number, lbn);
 905 top:
 906         LIST_FOREACH(pagedep, pagedephd, pd_hash)
 907                 if (ip->i_number == pagedep->pd_ino &&
 908                     lbn == pagedep->pd_lbn &&
 909                     mp == pagedep->pd_mnt)
 910                         break;
 911         if (pagedep) {
 912                 *pagedeppp = pagedep;
 913                 return (1);
 914         }
 915         if ((flags & DEPALLOC) == 0) {
 916                 *pagedeppp = NULL;
 917                 return (0);
 918         }
 919         if (sema_get(&pagedep_in_progress, &lk) == 0) {
 920                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
 921                 goto top;
 922         }
 923         MALLOC(pagedep, struct pagedep *, sizeof(struct pagedep), M_PAGEDEP,
 924                 M_SOFTDEP_FLAGS);
 925         bzero(pagedep, sizeof(struct pagedep));
 926         pagedep->pd_list.wk_type = D_PAGEDEP;
 927         pagedep->pd_mnt = mp;
 928         pagedep->pd_ino = ip->i_number;
 929         pagedep->pd_lbn = lbn;
 930         LIST_INIT(&pagedep->pd_dirremhd);
 931         LIST_INIT(&pagedep->pd_pendinghd);
 932         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
 933                 LIST_INIT(&pagedep->pd_diraddhd[i]);
 934         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 935         LIST_INSERT_HEAD(pagedephd, pagedep, pd_hash);
 936         sema_release(&pagedep_in_progress);
 937         *pagedeppp = pagedep;
 938         return (0);
 939 }
 940
 941 /*
 942  * Structures and routines associated with inodedep caching.
 943  */
 944 LIST_HEAD(inodedep_hashhead, inodedep) *inodedep_hashtbl;
 945 static u_long   inodedep_hash;  /* size of hash table - 1 */
 946 static long     num_inodedep;   /* number of inodedep allocated */
 947 #define INODEDEP_HASH(fs, inum) \
 948       (&inodedep_hashtbl[((((register_t)(fs)) >> 13) + (inum)) & inodedep_hash])
 949 static struct sema inodedep_in_progress;
 950
 951 /*
 952  * Look up a inodedep. Return 1 if found, 0 if not found.
 953  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
 954  * Found or allocated entry is returned in inodedeppp.
 955  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
 956  */
 957 static int
 958 inodedep_lookup(fs, inum, flags, inodedeppp)
 959         struct fs *fs;
 960         ino_t inum;
 961         int flags;
 962         struct inodedep **inodedeppp;
 963 {
 964         struct inodedep *inodedep;
 965         struct inodedep_hashhead *inodedephd;
 966         int firsttry;
 967
 968 #ifdef DEBUG
 969         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
 970                 panic("inodedep_lookup: lock not held");
 971 #endif
 972         firsttry = 1;
 973         inodedephd = INODEDEP_HASH(fs, inum);
 974 top:
 975         LIST_FOREACH(inodedep, inodedephd, id_hash)
 976                 if (inum == inodedep->id_ino && fs == inodedep->id_fs)
 977                         break;
 978         if (inodedep) {
 979                 *inodedeppp = inodedep;
 980                 return (1);
 981         }
 982         if ((flags & DEPALLOC) == 0) {
 983                 *inodedeppp = NULL;
 984                 return (0);
 985         }
 986         /*
 987          * If we are over our limit, try to improve the situation.
 988          */
 989         if (num_inodedep > max_softdeps && firsttry &&
 990             speedup_syncer() == 0 && (flags & NODELAY) == 0 &&
 991             request_cleanup(FLUSH_INODES, 1)) {
 992                 firsttry = 0;
 993                 goto top;
 994         }
 995         if (sema_get(&inodedep_in_progress, &lk) == 0) {
 996                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
 997                 goto top;
 998         }
 999         num_inodedep += 1;
1000         MALLOC(inodedep, struct inodedep *, sizeof(struct inodedep),
1001                 M_INODEDEP, M_SOFTDEP_FLAGS);
1002         inodedep->id_list.wk_type = D_INODEDEP;
1003         inodedep->id_fs = fs;
1004         inodedep->id_ino = inum;
1005         inodedep->id_state = ALLCOMPLETE;
1006         inodedep->id_nlinkdelta = 0;
1007         inodedep->id_savedino = NULL;
1008         inodedep->id_savedsize = -1;
1009         inodedep->id_buf = NULL;
1010         LIST_INIT(&inodedep->id_pendinghd);
1011         LIST_INIT(&inodedep->id_inowait);
1012         LIST_INIT(&inodedep->id_bufwait);
1013         TAILQ_INIT(&inodedep->id_inoupdt);
1014         TAILQ_INIT(&inodedep->id_newinoupdt);
1015         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1016         LIST_INSERT_HEAD(inodedephd, inodedep, id_hash);
1017         sema_release(&inodedep_in_progress);
1018         *inodedeppp = inodedep;
1019         return (0);
1020 }
1021
1022 /*
1023  * Structures and routines associated with newblk caching.
1024  */
1025 LIST_HEAD(newblk_hashhead, newblk) *newblk_hashtbl;
1026 u_long  newblk_hash;            /* size of hash table - 1 */
1027 #define NEWBLK_HASH(fs, inum) \
1028         (&newblk_hashtbl[((((register_t)(fs)) >> 13) + (inum)) & newblk_hash])
1029 static struct sema newblk_in_progress;
1030
1031 /*
1032  * Look up a newblk. Return 1 if found, 0 if not found.
1033  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
1034  * Found or allocated entry is returned in newblkpp.
1035  */
1036 static int
1037 newblk_lookup(fs, newblkno, flags, newblkpp)
1038         struct fs *fs;
1039         ufs_daddr_t newblkno;
1040         int flags;
1041         struct newblk **newblkpp;
1042 {
1043         struct newblk *newblk;
1044         struct newblk_hashhead *newblkhd;
1045
1046         newblkhd = NEWBLK_HASH(fs, newblkno);
1047 top:
1048         LIST_FOREACH(newblk, newblkhd, nb_hash)
1049                 if (newblkno == newblk->nb_newblkno && fs == newblk->nb_fs)
1050                         break;
1051         if (newblk) {
1052                 *newblkpp = newblk;
1053                 return (1);
1054         }
1055         if ((flags & DEPALLOC) == 0) {
1056                 *newblkpp = NULL;
1057                 return (0);
1058         }
1059         if (sema_get(&newblk_in_progress, 0) == 0)
1060                 goto top;
1061         MALLOC(newblk, struct newblk *, sizeof(struct newblk),
1062                 M_NEWBLK, M_SOFTDEP_FLAGS);
1063         newblk->nb_state = 0;
1064         newblk->nb_fs = fs;
1065         newblk->nb_newblkno = newblkno;
1066         LIST_INSERT_HEAD(newblkhd, newblk, nb_hash);
1067         sema_release(&newblk_in_progress);
1068         *newblkpp = newblk;
1069         return (0);
1070 }
1071
1072 /*
1073  * Executed during filesystem system initialization before
1074  * mounting any filesystems.
1075  */
1076 void
1077 softdep_initialize()
1078 {
1079         callout_init(&handle);
1080         bioops = softdep_bioops;        /* XXX hack */
1081
1082         LIST_INIT(&mkdirlisthd);
1083         LIST_INIT(&softdep_workitem_pending);
1084         max_softdeps = min(desiredvnodes * 8,
1085                 M_INODEDEP->ks_limit / (2 * sizeof(struct inodedep)));
1086         pagedep_hashtbl = hashinit(desiredvnodes / 5, M_PAGEDEP,
1087             &pagedep_hash);
1088         sema_init(&pagedep_in_progress, "pagedep", 0, 0);
1089         inodedep_hashtbl = hashinit(desiredvnodes, M_INODEDEP, &inodedep_hash);
1090         sema_init(&inodedep_in_progress, "inodedep", 0, 0);
1091         newblk_hashtbl = hashinit(64, M_NEWBLK, &newblk_hash);
1092         sema_init(&newblk_in_progress, "newblk", 0, 0);
1093 }
1094
1095 /*
1096  * Called at mount time to notify the dependency code that a
1097  * filesystem wishes to use it.
1098  */
1099 int
1100 softdep_mount(devvp, mp, fs)
1101         struct vnode *devvp;
1102         struct mount *mp;
1103         struct fs *fs;
1104 {
1105         struct csum cstotal;
1106         struct cg *cgp;
1107         struct buf *bp;
1108         int error, cyl;
1109
1110         mp->mnt_flag &= ~MNT_ASYNC;
1111         mp->mnt_flag |= MNT_SOFTDEP;
1112         /*
1113          * When doing soft updates, the counters in the
1114          * superblock may have gotten out of sync, so we have
1115          * to scan the cylinder groups and recalculate them.
1116          */
1117         if (fs->fs_clean != 0)
1118                 return (0);
1119         bzero(&cstotal, sizeof cstotal);
1120         for (cyl = 0; cyl < fs->fs_ncg; cyl++) {
1121                 if ((error = bread(devvp, fsbtodb(fs, cgtod(fs, cyl)),
1122                     fs->fs_cgsize, &bp)) != 0) {
1123                         brelse(bp);
1124                         return (error);
1125                 }
1126                 cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1127                 cstotal.cs_nffree += cgp->cg_cs.cs_nffree;
1128                 cstotal.cs_nbfree += cgp->cg_cs.cs_nbfree;
1129                 cstotal.cs_nifree += cgp->cg_cs.cs_nifree;
1130                 cstotal.cs_ndir += cgp->cg_cs.cs_ndir;
1131                 fs->fs_cs(fs, cyl) = cgp->cg_cs;
1132                 brelse(bp);
1133         }
1134 #ifdef DEBUG
1135         if (bcmp(&cstotal, &fs->fs_cstotal, sizeof cstotal))
1136                 printf("ffs_mountfs: superblock updated for soft updates\n");
1137 #endif
1138         bcopy(&cstotal, &fs->fs_cstotal, sizeof cstotal);
1139         return (0);
1140 }
1141
1142 /*
1143  * Protecting the freemaps (or bitmaps).
1144  *
1145  * To eliminate the need to execute fsck before mounting a filesystem
1146  * after a power failure, one must (conservatively) guarantee that the
1147  * on-disk copy of the bitmaps never indicate that a live inode or block is
1148  * free.  So, when a block or inode is allocated, the bitmap should be
1149  * updated (on disk) before any new pointers.  When a block or inode is
1150  * freed, the bitmap should not be updated until all pointers have been
1151  * reset.  The latter dependency is handled by the delayed de-allocation
1152  * approach described below for block and inode de-allocation.  The former
1153  * dependency is handled by calling the following procedure when a block or
1154  * inode is allocated. When an inode is allocated an "inodedep" is created
1155  * with its DEPCOMPLETE flag cleared until its bitmap is written to disk.
1156  * Each "inodedep" is also inserted into the hash indexing structure so
1157  * that any additional link additions can be made dependent on the inode
1158  * allocation.
1159  *
1160  * The ufs filesystem maintains a number of free block counts (e.g., per
1161  * cylinder group, per cylinder and per <cylinder, rotational position> pair)
1162  * in addition to the bitmaps.  These counts are used to improve efficiency
1163  * during allocation and therefore must be consistent with the bitmaps.
1164  * There is no convenient way to guarantee post-crash consistency of these
1165  * counts with simple update ordering, for two main reasons: (1) The counts
1166  * and bitmaps for a single cylinder group block are not in the same disk
1167  * sector.  If a disk write is interrupted (e.g., by power failure), one may
1168  * be written and the other not.  (2) Some of the counts are located in the
1169  * superblock rather than the cylinder group block. So, we focus our soft
1170  * updates implementation on protecting the bitmaps. When mounting a
1171  * filesystem, we recompute the auxiliary counts from the bitmaps.
1172  */
1173
1174 /*
1175  * Called just after updating the cylinder group block to allocate an inode.
1176  */
1177 void
1178 softdep_setup_inomapdep(bp, ip, newinum)
1179         struct buf *bp;         /* buffer for cylgroup block with inode map */
1180         struct inode *ip;       /* inode related to allocation */
1181         ino_t newinum;          /* new inode number being allocated */
1182 {
1183         struct inodedep *inodedep;
1184         struct bmsafemap *bmsafemap;
1185
1186         /*
1187          * Create a dependency for the newly allocated inode.
1188          * Panic if it already exists as something is seriously wrong.
1189          * Otherwise add it to the dependency list for the buffer holding
1190          * the cylinder group map from which it was allocated.
1191          */
1192         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1193         if ((inodedep_lookup(ip->i_fs, newinum, DEPALLOC|NODELAY, &inodedep))) {
1194                 FREE_LOCK(&lk);
1195                 panic("softdep_setup_inomapdep: found inode");
1196         }
1197         inodedep->id_buf = bp;
1198         inodedep->id_state &= ~DEPCOMPLETE;
1199         bmsafemap = bmsafemap_lookup(bp);
1200         LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_inodedephd, inodedep, id_deps);
1201         FREE_LOCK(&lk);
1202 }
1203
1204 /*
1205  * Called just after updating the cylinder group block to
1206  * allocate block or fragment.
1207  */
1208 void
1209 softdep_setup_blkmapdep(bp, fs, newblkno)
1210         struct buf *bp;         /* buffer for cylgroup block with block map */
1211         struct fs *fs;          /* filesystem doing allocation */
1212         ufs_daddr_t newblkno;   /* number of newly allocated block */
1213 {
1214         struct newblk *newblk;
1215         struct bmsafemap *bmsafemap;
1216
1217         /*
1218          * Create a dependency for the newly allocated block.
1219          * Add it to the dependency list for the buffer holding
1220          * the cylinder group map from which it was allocated.
1221          */
1222         if (newblk_lookup(fs, newblkno, DEPALLOC, &newblk) != 0)
1223                 panic("softdep_setup_blkmapdep: found block");
1224         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1225         newblk->nb_bmsafemap = bmsafemap = bmsafemap_lookup(bp);
1226         LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_newblkhd, newblk, nb_deps);
1227         FREE_LOCK(&lk);
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Find the bmsafemap associated with a cylinder group buffer.
1232  * If none exists, create one. The buffer must be locked when
1233  * this routine is called and this routine must be called with
1234  * splbio interrupts blocked.
1235  */
1236 static struct bmsafemap *
1237 bmsafemap_lookup(bp)
1238         struct buf *bp;
1239 {
1240         struct bmsafemap *bmsafemap;
1241         struct worklist *wk;
1242
1243 #ifdef DEBUG
1244         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
1245                 panic("bmsafemap_lookup: lock not held");
1246 #endif
1247         LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list)
1248                 if (wk->wk_type == D_BMSAFEMAP)
1249                         return (WK_BMSAFEMAP(wk));
1250         FREE_LOCK(&lk);
1251         MALLOC(bmsafemap, struct bmsafemap *, sizeof(struct bmsafemap),
1252                 M_BMSAFEMAP, M_SOFTDEP_FLAGS);
1253         bmsafemap->sm_list.wk_type = D_BMSAFEMAP;
1254         bmsafemap->sm_list.wk_state = 0;
1255         bmsafemap->sm_buf = bp;
1256         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_allocdirecthd);
1257         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_allocindirhd);
1258         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_inodedephd);
1259         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_newblkhd);
1260         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1261         WORKLIST_INSERT(&bp->b_dep, &bmsafemap->sm_list);
1262         return (bmsafemap);
1263 }
1264
1265 /*
1266  * Direct block allocation dependencies.
1267  *
1268  * When a new block is allocated, the corresponding disk locations must be
1269  * initialized (with zeros or new data) before the on-disk inode points to
1270  * them.  Also, the freemap from which the block was allocated must be
1271  * updated (on disk) before the inode's pointer. These two dependencies are
1272  * independent of each other and are needed for all file blocks and indirect
1273  * blocks that are pointed to directly by the inode.  Just before the
1274  * "in-core" version of the inode is updated with a newly allocated block
1275  * number, a procedure (below) is called to setup allocation dependency
1276  * structures.  These structures are removed when the corresponding
1277  * dependencies are satisfied or when the block allocation becomes obsolete
1278  * (i.e., the file is deleted, the block is de-allocated, or the block is a
1279  * fragment that gets upgraded).  All of these cases are handled in
1280  * procedures described later.
1281  *
1282  * When a file extension causes a fragment to be upgraded, either to a larger
1283  * fragment or to a full block, the on-disk location may change (if the
1284  * previous fragment could not simply be extended). In this case, the old
1285  * fragment must be de-allocated, but not until after the inode's pointer has
1286  * been updated. In most cases, this is handled by later procedures, which
1287  * will construct a "freefrag" structure to be added to the workitem queue
1288  * when the inode update is complete (or obsolete).  The main exception to
1289  * this is when an allocation occurs while a pending allocation dependency
1290  * (for the same block pointer) remains.  This case is handled in the main
1291  * allocation dependency setup procedure by immediately freeing the
1292  * unreferenced fragments.
1293  */
1294 void
1295 softdep_setup_allocdirect(ip, lbn, newblkno, oldblkno, newsize, oldsize, bp)
1296         struct inode *ip;       /* inode to which block is being added */
1297         ufs_lbn_t lbn;          /* block pointer within inode */
1298         ufs_daddr_t newblkno;   /* disk block number being added */
1299         ufs_daddr_t oldblkno;   /* previous block number, 0 unless frag */
1300         long newsize;           /* size of new block */
1301         long oldsize;           /* size of new block */
1302         struct buf *bp;         /* bp for allocated block */
1303 {
1304         struct allocdirect *adp, *oldadp;
1305         struct allocdirectlst *adphead;
1306         struct bmsafemap *bmsafemap;
1307         struct inodedep *inodedep;
1308         struct pagedep *pagedep;
1309         struct newblk *newblk;
1310
1311         MALLOC(adp, struct allocdirect *, sizeof(struct allocdirect),
1312                 M_ALLOCDIRECT, M_SOFTDEP_FLAGS);
1313         bzero(adp, sizeof(struct allocdirect));
1314         adp->ad_list.wk_type = D_ALLOCDIRECT;
1315         adp->ad_lbn = lbn;
1316         adp->ad_newblkno = newblkno;
1317         adp->ad_oldblkno = oldblkno;
1318         adp->ad_newsize = newsize;
1319         adp->ad_oldsize = oldsize;
1320         adp->ad_state = ATTACHED;
1321         if (newblkno == oldblkno)
1322                 adp->ad_freefrag = NULL;
1323         else
1324                 adp->ad_freefrag = newfreefrag(ip, oldblkno, oldsize);
1325
1326         if (newblk_lookup(ip->i_fs, newblkno, 0, &newblk) == 0)
1327                 panic("softdep_setup_allocdirect: lost block");
1328
1329         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1330         inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, DEPALLOC | NODELAY, &inodedep);
1331         adp->ad_inodedep = inodedep;
1332
1333         if (newblk->nb_state == DEPCOMPLETE) {
1334                 adp->ad_state |= DEPCOMPLETE;
1335                 adp->ad_buf = NULL;
1336         } else {
1337                 bmsafemap = newblk->nb_bmsafemap;
1338                 adp->ad_buf = bmsafemap->sm_buf;
1339                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
1340                 LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_allocdirecthd, adp, ad_deps);
1341         }
1342         LIST_REMOVE(newblk, nb_hash);
1343         FREE(newblk, M_NEWBLK);
1344
1345         WORKLIST_INSERT(&bp->b_dep, &adp->ad_list);
1346         if (lbn >= NDADDR) {
1347                 /* allocating an indirect block */
1348                 if (oldblkno != 0) {
1349                         FREE_LOCK(&lk);
1350                         panic("softdep_setup_allocdirect: non-zero indir");
1351                 }
1352         } else {
1353                 /*
1354                  * Allocating a direct block.
1355                  *
1356                  * If we are allocating a directory block, then we must
1357                  * allocate an associated pagedep to track additions and
1358                  * deletions.
1359                  */
1360                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR &&
1361                     pagedep_lookup(ip, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
1362                         WORKLIST_INSERT(&bp->b_dep, &pagedep->pd_list);
1363         }
1364         /*
1365          * The list of allocdirects must be kept in sorted and ascending
1366          * order so that the rollback routines can quickly determine the
1367          * first uncommitted block (the size of the file stored on disk
1368          * ends at the end of the lowest committed fragment, or if there
1369          * are no fragments, at the end of the highest committed block).
1370          * Since files generally grow, the typical case is that the new
1371          * block is to be added at the end of the list. We speed this
1372          * special case by checking against the last allocdirect in the
1373          * list before laboriously traversing the list looking for the
1374          * insertion point.
1375          */
1376         adphead = &inodedep->id_newinoupdt;
1377         oldadp = TAILQ_LAST(adphead, allocdirectlst);
1378         if (oldadp == NULL || oldadp->ad_lbn <= lbn) {
1379                 /* insert at end of list */
1380                 TAILQ_INSERT_TAIL(adphead, adp, ad_next);
1381                 if (oldadp != NULL && oldadp->ad_lbn == lbn)
1382                         allocdirect_merge(adphead, adp, oldadp);
1383                 FREE_LOCK(&lk);
1384                 return;
1385         }
1386         TAILQ_FOREACH(oldadp, adphead, ad_next) {
1387                 if (oldadp->ad_lbn >= lbn)
1388                         break;
1389         }
1390         if (oldadp == NULL) {
1391                 FREE_LOCK(&lk);
1392                 panic("softdep_setup_allocdirect: lost entry");
1393         }
1394         /* insert in middle of list */
1395         TAILQ_INSERT_BEFORE(oldadp, adp, ad_next);
1396         if (oldadp->ad_lbn == lbn)
1397                 allocdirect_merge(adphead, adp, oldadp);
1398         FREE_LOCK(&lk);
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Replace an old allocdirect dependency with a newer one.
1403  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
1404  */
1405 static void
1406 allocdirect_merge(adphead, newadp, oldadp)
1407         struct allocdirectlst *adphead; /* head of list holding allocdirects */
1408         struct allocdirect *newadp;     /* allocdirect being added */
1409         struct allocdirect *oldadp;     /* existing allocdirect being checked */
1410 {
1411         struct freefrag *freefrag;
1412
1413 #ifdef DEBUG
1414         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
1415                 panic("allocdirect_merge: lock not held");
1416 #endif
1417         if (newadp->ad_oldblkno != oldadp->ad_newblkno ||
1418             newadp->ad_oldsize != oldadp->ad_newsize ||
1419             newadp->ad_lbn >= NDADDR) {
1420                 FREE_LOCK(&lk);
1421                 panic("allocdirect_check: old %d != new %d || lbn %ld >= %d",
1422                     newadp->ad_oldblkno, oldadp->ad_newblkno, newadp->ad_lbn,
1423                     NDADDR);
1424         }
1425         newadp->ad_oldblkno = oldadp->ad_oldblkno;
1426         newadp->ad_oldsize = oldadp->ad_oldsize;
1427         /*
1428          * If the old dependency had a fragment to free or had never
1429          * previously had a block allocated, then the new dependency
1430          * can immediately post its freefrag and adopt the old freefrag.
1431          * This action is done by swapping the freefrag dependencies.
1432          * The new dependency gains the old one's freefrag, and the
1433          * old one gets the new one and then immediately puts it on
1434          * the worklist when it is freed by free_allocdirect. It is
1435          * not possible to do this swap when the old dependency had a
1436          * non-zero size but no previous fragment to free. This condition
1437          * arises when the new block is an extension of the old block.
1438          * Here, the first part of the fragment allocated to the new
1439          * dependency is part of the block currently claimed on disk by
1440          * the old dependency, so cannot legitimately be freed until the
1441          * conditions for the new dependency are fulfilled.
1442          */
1443         if (oldadp->ad_freefrag != NULL || oldadp->ad_oldblkno == 0) {
1444                 freefrag = newadp->ad_freefrag;
1445                 newadp->ad_freefrag = oldadp->ad_freefrag;
1446                 oldadp->ad_freefrag = freefrag;
1447         }
1448         free_allocdirect(adphead, oldadp, 0);
1449 }
1450
1451 /*
1452  * Allocate a new freefrag structure if needed.
1453  */
1454 static struct freefrag *
1455 newfreefrag(ip, blkno, size)
1456         struct inode *ip;
1457         ufs_daddr_t blkno;
1458         long size;
1459 {
1460         struct freefrag *freefrag;
1461         struct fs *fs;
1462
1463         if (blkno == 0)
1464                 return (NULL);
1465         fs = ip->i_fs;
1466         if (fragnum(fs, blkno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag)
1467                 panic("newfreefrag: frag size");
1468         MALLOC(freefrag, struct freefrag *, sizeof(struct freefrag),
1469                 M_FREEFRAG, M_SOFTDEP_FLAGS);
1470         freefrag->ff_list.wk_type = D_FREEFRAG;
1471         freefrag->ff_state = ip->i_uid & ~ONWORKLIST;   /* XXX - used below */
1472         freefrag->ff_inum = ip->i_number;
1473         freefrag->ff_fs = fs;
1474         freefrag->ff_devvp = ip->i_devvp;
1475         freefrag->ff_blkno = blkno;
1476         freefrag->ff_fragsize = size;
1477         return (freefrag);
1478 }
1479
1480 /*
1481  * This workitem de-allocates fragments that were replaced during
1482  * file block allocation.
1483  */
1484 static void
1485 handle_workitem_freefrag(freefrag)
1486         struct freefrag *freefrag;
1487 {
1488         struct inode tip;
1489
1490         tip.i_fs = freefrag->ff_fs;
1491         tip.i_devvp = freefrag->ff_devvp;
1492         tip.i_dev = freefrag->ff_devvp->v_rdev;
1493         tip.i_number = freefrag->ff_inum;
1494         tip.i_uid = freefrag->ff_state & ~ONWORKLIST;   /* XXX - set above */
1495         ffs_blkfree(&tip, freefrag->ff_blkno, freefrag->ff_fragsize);
1496         FREE(freefrag, M_FREEFRAG);
1497 }
1498
1499 /*
1500  * Indirect block allocation dependencies.
1501  *
1502  * The same dependencies that exist for a direct block also exist when
1503  * a new block is allocated and pointed to by an entry in a block of
1504  * indirect pointers. The undo/redo states described above are also
1505  * used here. Because an indirect block contains many pointers that
1506  * may have dependencies, a second copy of the entire in-memory indirect
1507  * block is kept. The buffer cache copy is always completely up-to-date.
1508  * The second copy, which is used only as a source for disk writes,
1509  * contains only the safe pointers (i.e., those that have no remaining
1510  * update dependencies). The second copy is freed when all pointers
1511  * are safe. The cache is not allowed to replace indirect blocks with
1512  * pending update dependencies. If a buffer containing an indirect
1513  * block with dependencies is written, these routines will mark it
1514  * dirty again. It can only be successfully written once all the
1515  * dependencies are removed. The ffs_fsync routine in conjunction with
1516  * softdep_sync_metadata work together to get all the dependencies
1517  * removed so that a file can be successfully written to disk. Three
1518  * procedures are used when setting up indirect block pointer
1519  * dependencies. The division is necessary because of the organization
1520  * of the "balloc" routine and because of the distinction between file
1521  * pages and file metadata blocks.
1522  */
1523
1524 /*
1525  * Allocate a new allocindir structure.
1526  */
1527 static struct allocindir *
1528 newallocindir(ip, ptrno, newblkno, oldblkno)
1529         struct inode *ip;       /* inode for file being extended */
1530         int ptrno;              /* offset of pointer in indirect block */
1531         ufs_daddr_t newblkno;   /* disk block number being added */
1532         ufs_daddr_t oldblkno;   /* previous block number, 0 if none */
1533 {
1534         struct allocindir *aip;
1535
1536         MALLOC(aip, struct allocindir *, sizeof(struct allocindir),
1537                 M_ALLOCINDIR, M_SOFTDEP_FLAGS);
1538         bzero(aip, sizeof(struct allocindir));
1539         aip->ai_list.wk_type = D_ALLOCINDIR;
1540         aip->ai_state = ATTACHED;
1541         aip->ai_offset = ptrno;
1542         aip->ai_newblkno = newblkno;
1543         aip->ai_oldblkno = oldblkno;
1544         aip->ai_freefrag = newfreefrag(ip, oldblkno, ip->i_fs->fs_bsize);
1545         return (aip);
1546 }
1547
1548 /*
1549  * Called just before setting an indirect block pointer
1550  * to a newly allocated file page.
1551  */
1552 void
1553 softdep_setup_allocindir_page(ip, lbn, bp, ptrno, newblkno, oldblkno, nbp)
1554         struct inode *ip;       /* inode for file being extended */
1555         ufs_lbn_t lbn;          /* allocated block number within file */
1556         struct buf *bp;         /* buffer with indirect blk referencing page */
1557         int ptrno;              /* offset of pointer in indirect block */
1558         ufs_daddr_t newblkno;   /* disk block number being added */
1559         ufs_daddr_t oldblkno;   /* previous block number, 0 if none */
1560         struct buf *nbp;        /* buffer holding allocated page */
1561 {
1562         struct allocindir *aip;
1563         struct pagedep *pagedep;
1564
1565         aip = newallocindir(ip, ptrno, newblkno, oldblkno);
1566         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1567         /*
1568          * If we are allocating a directory page, then we must
1569          * allocate an associated pagedep to track additions and
1570          * deletions.
1571          */
1572         if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR &&
1573             pagedep_lookup(ip, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
1574                 WORKLIST_INSERT(&nbp->b_dep, &pagedep->pd_list);
1575         WORKLIST_INSERT(&nbp->b_dep, &aip->ai_list);
1576         FREE_LOCK(&lk);
1577         setup_allocindir_phase2(bp, ip, aip);
1578 }
1579
1580 /*
1581  * Called just before setting an indirect block pointer to a
1582  * newly allocated indirect block.
1583  */
1584 void
1585 softdep_setup_allocindir_meta(nbp, ip, bp, ptrno, newblkno)
1586         struct buf *nbp;        /* newly allocated indirect block */
1587         struct inode *ip;       /* inode for file being extended */
1588         struct buf *bp;         /* indirect block referencing allocated block */
1589         int ptrno;              /* offset of pointer in indirect block */
1590         ufs_daddr_t newblkno;   /* disk block number being added */
1591 {
1592         struct allocindir *aip;
1593
1594         aip = newallocindir(ip, ptrno, newblkno, 0);
1595         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1596         WORKLIST_INSERT(&nbp->b_dep, &aip->ai_list);
1597         FREE_LOCK(&lk);
1598         setup_allocindir_phase2(bp, ip, aip);
1599 }
1600
1601 /*
1602  * Called to finish the allocation of the "aip" allocated
1603  * by one of the two routines above.
1604  */
1605 static void
1606 setup_allocindir_phase2(bp, ip, aip)
1607         struct buf *bp;         /* in-memory copy of the indirect block */
1608         struct inode *ip;       /* inode for file being extended */
1609         struct allocindir *aip; /* allocindir allocated by the above routines */
1610 {
1611         struct worklist *wk;
1612         struct indirdep *indirdep, *newindirdep;
1613         struct bmsafemap *bmsafemap;
1614         struct allocindir *oldaip;
1615         struct freefrag *freefrag;
1616         struct newblk *newblk;
1617
1618         if (bp->b_lblkno >= 0)
1619                 panic("setup_allocindir_phase2: not indir blk");
1620         for (indirdep = NULL, newindirdep = NULL; ; ) {
1621                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
1622                 LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
1623                         if (wk->wk_type != D_INDIRDEP)
1624                                 continue;
1625                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
1626                         break;
1627                 }
1628                 if (indirdep == NULL && newindirdep) {
1629                         indirdep = newindirdep;
1630                         WORKLIST_INSERT(&bp->b_dep, &indirdep->ir_list);
1631                         newindirdep = NULL;
1632                 }
1633                 FREE_LOCK(&lk);
1634                 if (indirdep) {
1635                         if (newblk_lookup(ip->i_fs, aip->ai_newblkno, 0,
1636                             &newblk) == 0)
1637                                 panic("setup_allocindir: lost block");
1638                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1639                         if (newblk->nb_state == DEPCOMPLETE) {
1640                                 aip->ai_state |= DEPCOMPLETE;
1641                                 aip->ai_buf = NULL;
1642                         } else {
1643                                 bmsafemap = newblk->nb_bmsafemap;
1644                                 aip->ai_buf = bmsafemap->sm_buf;
1645                                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
1646                                 LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_allocindirhd,
1647                                     aip, ai_deps);
1648                         }
1649                         LIST_REMOVE(newblk, nb_hash);
1650                         FREE(newblk, M_NEWBLK);
1651                         aip->ai_indirdep = indirdep;
1652                         /*
1653                          * Check to see if there is an existing dependency
1654                          * for this block. If there is, merge the old
1655                          * dependency into the new one.
1656                          */
1657                         if (aip->ai_oldblkno == 0)
1658                                 oldaip = NULL;
1659                         else
1660
1661                                 LIST_FOREACH(oldaip, &indirdep->ir_deplisthd, ai_next)
1662                                         if (oldaip->ai_offset == aip->ai_offset)
1663                                                 break;
1664                         if (oldaip != NULL) {
1665                                 if (oldaip->ai_newblkno != aip->ai_oldblkno) {
1666                                         FREE_LOCK(&lk);
1667                                         panic("setup_allocindir_phase2: blkno");
1668                                 }
1669                                 aip->ai_oldblkno = oldaip->ai_oldblkno;
1670                                 freefrag = oldaip->ai_freefrag;
1671                                 oldaip->ai_freefrag = aip->ai_freefrag;
1672                                 aip->ai_freefrag = freefrag;
1673                                 free_allocindir(oldaip, NULL);
1674                         }
1675                         LIST_INSERT_HEAD(&indirdep->ir_deplisthd, aip, ai_next);
1676                         ((ufs_daddr_t *)indirdep->ir_savebp->b_data)
1677                             [aip->ai_offset] = aip->ai_oldblkno;
1678                         FREE_LOCK(&lk);
1679                 }
1680                 if (newindirdep) {
1681                         /*
1682                          * Avoid any possibility of data corruption by
1683                          * ensuring that our old version is thrown away.
1684                          */
1685                         newindirdep->ir_savebp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
1686                         brelse(newindirdep->ir_savebp);
1687                         WORKITEM_FREE((caddr_t)newindirdep, D_INDIRDEP);
1688                 }
1689                 if (indirdep)
1690                         break;
1691                 MALLOC(newindirdep, struct indirdep *, sizeof(struct indirdep),
1692                         M_INDIRDEP, M_SOFTDEP_FLAGS);
1693                 newindirdep->ir_list.wk_type = D_INDIRDEP;
1694                 newindirdep->ir_state = ATTACHED;
1695                 LIST_INIT(&newindirdep->ir_deplisthd);
1696                 LIST_INIT(&newindirdep->ir_donehd);
1697                 if (bp->b_blkno == bp->b_lblkno) {
1698                         VOP_BMAP(bp->b_vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno,
1699                                 NULL, NULL);
1700                 }
1701                 newindirdep->ir_savebp =
1702                     getblk(ip->i_devvp, bp->b_blkno, bp->b_bcount, 0, 0);
1703                 BUF_KERNPROC(newindirdep->ir_savebp);
1704                 bcopy(bp->b_data, newindirdep->ir_savebp->b_data, bp->b_bcount);
1705         }
1706 }
1707
1708 /*
1709  * Block de-allocation dependencies.
1710  *
1711  * When blocks are de-allocated, the on-disk pointers must be nullified before
1712  * the blocks are made available for use by other files.  (The true
1713  * requirement is that old pointers must be nullified before new on-disk
1714  * pointers are set.  We chose this slightly more stringent requirement to
1715  * reduce complexity.) Our implementation handles this dependency by updating
1716  * the inode (or indirect block) appropriately but delaying the actual block
1717  * de-allocation (i.e., freemap and free space count manipulation) until
1718  * after the updated versions reach stable storage.  After the disk is
1719  * updated, the blocks can be safely de-allocated whenever it is convenient.
1720  * This implementation handles only the common case of reducing a file's
1721  * length to zero. Other cases are handled by the conventional synchronous
1722  * write approach.
1723  *
1724  * The ffs implementation with which we worked double-checks
1725  * the state of the block pointers and file size as it reduces
1726  * a file's length.  Some of this code is replicated here in our
1727  * soft updates implementation.  The freeblks->fb_chkcnt field is
1728  * used to transfer a part of this information to the procedure
1729  * that eventually de-allocates the blocks.
1730  *
1731  * This routine should be called from the routine that shortens
1732  * a file's length, before the inode's size or block pointers
1733  * are modified. It will save the block pointer information for
1734  * later release and zero the inode so that the calling routine
1735  * can release it.
1736  */
1737 struct softdep_setup_freeblocks_info {
1738         struct fs *fs;
1739         struct inode *ip;
1740 };
1741
1742 static int softdep_setup_freeblocks_bp(struct buf *bp, void *data);
1743
1744 void
1745 softdep_setup_freeblocks(ip, length)
1746         struct inode *ip;       /* The inode whose length is to be reduced */
1747         off_t length;           /* The new length for the file */
1748 {
1749         struct softdep_setup_freeblocks_info info;
1750         struct freeblks *freeblks;
1751         struct inodedep *inodedep;
1752         struct allocdirect *adp;
1753         struct vnode *vp;
1754         struct buf *bp;
1755         struct fs *fs;
1756         int i, error, delay;
1757         int count;
1758
1759         fs = ip->i_fs;
1760         if (length != 0)
1761                 panic("softde_setup_freeblocks: non-zero length");
1762         MALLOC(freeblks, struct freeblks *, sizeof(struct freeblks),
1763                 M_FREEBLKS, M_SOFTDEP_FLAGS);
1764         bzero(freeblks, sizeof(struct freeblks));
1765         freeblks->fb_list.wk_type = D_FREEBLKS;
1766         freeblks->fb_uid = ip->i_uid;
1767         freeblks->fb_previousinum = ip->i_number;
1768         freeblks->fb_devvp = ip->i_devvp;
1769         freeblks->fb_fs = fs;
1770         freeblks->fb_oldsize = ip->i_size;
1771         freeblks->fb_newsize = length;
1772         freeblks->fb_chkcnt = ip->i_blocks;
1773         for (i = 0; i < NDADDR; i++) {
1774                 freeblks->fb_dblks[i] = ip->i_db[i];
1775                 ip->i_db[i] = 0;
1776         }
1777         for (i = 0; i < NIADDR; i++) {
1778                 freeblks->fb_iblks[i] = ip->i_ib[i];
1779                 ip->i_ib[i] = 0;
1780         }
1781         ip->i_blocks = 0;
1782         ip->i_size = 0;
1783         /*
1784          * Push the zero'ed inode to to its disk buffer so that we are free
1785          * to delete its dependencies below. Once the dependencies are gone
1786          * the buffer can be safely released.
1787          */
1788         if ((error = bread(ip->i_devvp,
1789             fsbtodb(fs, ino_to_fsba(fs, ip->i_number)),
1790             (int)fs->fs_bsize, &bp)) != 0)
1791                 softdep_error("softdep_setup_freeblocks", error);
1792         *((struct dinode *)bp->b_data + ino_to_fsbo(fs, ip->i_number)) =
1793             ip->i_din;
1794         /*
1795          * Find and eliminate any inode dependencies.
1796          */
1797         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1798         (void) inodedep_lookup(fs, ip->i_number, DEPALLOC, &inodedep);
1799         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) != 0) {
1800                 FREE_LOCK(&lk);
1801                 panic("softdep_setup_freeblocks: inode busy");
1802         }
1803         /*
1804          * Add the freeblks structure to the list of operations that
1805          * must await the zero'ed inode being written to disk. If we
1806          * still have a bitmap dependency (delay == 0), then the inode
1807          * has never been written to disk, so we can process the
1808          * freeblks below once we have deleted the dependencies.
1809          */
1810         delay = (inodedep->id_state & DEPCOMPLETE);
1811         if (delay)
1812                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &freeblks->fb_list);
1813         /*
1814          * Because the file length has been truncated to zero, any
1815          * pending block allocation dependency structures associated
1816          * with this inode are obsolete and can simply be de-allocated.
1817          * We must first merge the two dependency lists to get rid of
1818          * any duplicate freefrag structures, then purge the merged list.
1819          */
1820         merge_inode_lists(inodedep);
1821         while ((adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt)) != 0)
1822                 free_allocdirect(&inodedep->id_inoupdt, adp, 1);
1823         FREE_LOCK(&lk);
1824         bdwrite(bp);
1825         /*
1826          * We must wait for any I/O in progress to finish so that
1827          * all potential buffers on the dirty list will be visible.
1828          * Once they are all there, walk the list and get rid of
1829          * any dependencies.
1830          */
1831         vp = ITOV(ip);
1832         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1833         drain_output(vp, 1);
1834
1835         info.fs = fs;
1836         info.ip = ip;
1837         do {
1838                 count = RB_SCAN(buf_rb_tree, &vp->v_rbdirty_tree, NULL,
1839                                 softdep_setup_freeblocks_bp, &info);
1840         } while (count > 0);
1841         if (inodedep_lookup(fs, ip->i_number, 0, &inodedep) != 0)
1842                 (void)free_inodedep(inodedep);
1843         FREE_LOCK(&lk);
1844         /*
1845          * If the inode has never been written to disk (delay == 0),
1846          * then we can process the freeblks now that we have deleted
1847          * the dependencies.
1848          */
1849         if (!delay)
1850                 handle_workitem_freeblocks(freeblks);
1851 }
1852
1853 static int
1854 softdep_setup_freeblocks_bp(struct buf *bp, void *data)
1855 {
1856         struct softdep_setup_freeblocks_info *info = data;
1857         struct inodedep *inodedep;
1858
1859         if (getdirtybuf(&bp, MNT_WAIT) == 0)
1860                 return(-1);
1861         (void) inodedep_lookup(info->fs, info->ip->i_number, 0, &inodedep);
1862         deallocate_dependencies(bp, inodedep);
1863         bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
1864         FREE_LOCK(&lk);
1865         brelse(bp);
1866         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1867         return(1);
1868 }
1869
1870 /*
1871  * Reclaim any dependency structures from a buffer that is about to
1872  * be reallocated to a new vnode. The buffer must be locked, thus,
1873  * no I/O completion operations can occur while we are manipulating
1874  * its associated dependencies. The mutex is held so that other I/O's
1875  * associated with related dependencies do not occur.
1876  */
1877 static void
1878 deallocate_dependencies(bp, inodedep)
1879         struct buf *bp;
1880         struct inodedep *inodedep;
1881 {
1882         struct worklist *wk;
1883         struct indirdep *indirdep;
1884         struct allocindir *aip;
1885         struct pagedep *pagedep;
1886         struct dirrem *dirrem;
1887         struct diradd *dap;
1888         int i;
1889
1890         while ((wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
1891                 switch (wk->wk_type) {
1892
1893                 case D_INDIRDEP:
1894                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
1895                         /*
1896                          * None of the indirect pointers will ever be visible,
1897                          * so they can simply be tossed. GOINGAWAY ensures
1898                          * that allocated pointers will be saved in the buffer
1899                          * cache until they are freed. Note that they will
1900                          * only be able to be found by their physical address
1901                          * since the inode mapping the logical address will
1902                          * be gone. The save buffer used for the safe copy
1903                          * was allocated in setup_allocindir_phase2 using
1904                          * the physical address so it could be used for this
1905                          * purpose. Hence we swap the safe copy with the real
1906                          * copy, allowing the safe copy to be freed and holding
1907                          * on to the real copy for later use in indir_trunc.
1908                          */
1909                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) {
1910                                 FREE_LOCK(&lk);
1911                                 panic("deallocate_dependencies: already gone");
1912                         }
1913                         indirdep->ir_state |= GOINGAWAY;
1914                         while ((aip = LIST_FIRST(&indirdep->ir_deplisthd)) != 0)
1915                                 free_allocindir(aip, inodedep);
1916                         if (bp->b_lblkno >= 0 ||
1917                             bp->b_blkno != indirdep->ir_savebp->b_lblkno) {
1918                                 FREE_LOCK(&lk);
1919                                 panic("deallocate_dependencies: not indir");
1920                         }
1921                         bcopy(bp->b_data, indirdep->ir_savebp->b_data,
1922                             bp->b_bcount);
1923                         WORKLIST_REMOVE(wk);
1924                         WORKLIST_INSERT(&indirdep->ir_savebp->b_dep, wk);
1925                         continue;
1926
1927                 case D_PAGEDEP:
1928                         pagedep = WK_PAGEDEP(wk);
1929                         /*
1930                          * None of the directory additions will ever be
1931                          * visible, so they can simply be tossed.
1932                          */
1933                         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
1934                                 while ((dap =
1935                                     LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i])))
1936                                         free_diradd(dap);
1937                         while ((dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd)) != 0)
1938                                 free_diradd(dap);
1939                         /*
1940                          * Copy any directory remove dependencies to the list
1941                          * to be processed after the zero'ed inode is written.
1942                          * If the inode has already been written, then they
1943                          * can be dumped directly onto the work list.
1944                          */
1945                         LIST_FOREACH(dirrem, &pagedep->pd_dirremhd, dm_next) {
1946                                 LIST_REMOVE(dirrem, dm_next);
1947                                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
1948                                 if (inodedep == NULL ||
1949                                     (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) ==
1950                                      ALLCOMPLETE)
1951                                         add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
1952                                 else
1953                                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,
1954                                             &dirrem->dm_list);
1955                         }
1956                         WORKLIST_REMOVE(&pagedep->pd_list);
1957                         LIST_REMOVE(pagedep, pd_hash);
1958                         WORKITEM_FREE(pagedep, D_PAGEDEP);
1959                         continue;
1960
1961                 case D_ALLOCINDIR:
1962                         free_allocindir(WK_ALLOCINDIR(wk), inodedep);
1963                         continue;
1964
1965                 case D_ALLOCDIRECT:
1966                 case D_INODEDEP:
1967                         FREE_LOCK(&lk);
1968                         panic("deallocate_dependencies: Unexpected type %s",
1969                             TYPENAME(wk->wk_type));
1970                         /* NOTREACHED */
1971
1972                 default:
1973                         FREE_LOCK(&lk);
1974                         panic("deallocate_dependencies: Unknown type %s",
1975                             TYPENAME(wk->wk_type));
1976                         /* NOTREACHED */
1977                 }
1978         }
1979 }
1980
1981 /*
1982  * Free an allocdirect. Generate a new freefrag work request if appropriate.
1983  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
1984  */
1985 static void
1986 free_allocdirect(adphead, adp, delay)
1987         struct allocdirectlst *adphead;
1988         struct allocdirect *adp;
1989         int delay;
1990 {
1991
1992 #ifdef DEBUG
1993         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
1994                 panic("free_allocdirect: lock not held");
1995 #endif
1996         if ((adp->ad_state & DEPCOMPLETE) == 0)
1997                 LIST_REMOVE(adp, ad_deps);
1998         TAILQ_REMOVE(adphead, adp, ad_next);
1999         if ((adp->ad_state & COMPLETE) == 0)
2000                 WORKLIST_REMOVE(&adp->ad_list);
2001         if (adp->ad_freefrag != NULL) {
2002                 if (delay)
2003                         WORKLIST_INSERT(&adp->ad_inodedep->id_bufwait,
2004                             &adp->ad_freefrag->ff_list);
2005                 else
2006                         add_to_worklist(&adp->ad_freefrag->ff_list);
2007         }
2008         WORKITEM_FREE(adp, D_ALLOCDIRECT);
2009 }
2010
2011 /*
2012  * Prepare an inode to be freed. The actual free operation is not
2013  * done until the zero'ed inode has been written to disk.
2014  */
2015 void
2016 softdep_freefile(pvp, ino, mode)
2017                 struct vnode *pvp;
2018                 ino_t ino;
2019                 int mode;
2020 {
2021         struct inode *ip = VTOI(pvp);
2022         struct inodedep *inodedep;
2023         struct freefile *freefile;
2024
2025         /*
2026          * This sets up the inode de-allocation dependency.
2027          */
2028         MALLOC(freefile, struct freefile *, sizeof(struct freefile),
2029                 M_FREEFILE, M_SOFTDEP_FLAGS);
2030         freefile->fx_list.wk_type = D_FREEFILE;
2031         freefile->fx_list.wk_state = 0;
2032         freefile->fx_mode = mode;
2033         freefile->fx_oldinum = ino;
2034         freefile->fx_devvp = ip->i_devvp;
2035         freefile->fx_fs = ip->i_fs;
2036
2037         /*
2038          * If the inodedep does not exist, then the zero'ed inode has
2039          * been written to disk. If the allocated inode has never been
2040          * written to disk, then the on-disk inode is zero'ed. In either
2041          * case we can free the file immediately.
2042          */
2043         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2044         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ino, 0, &inodedep) == 0 ||
2045             check_inode_unwritten(inodedep)) {
2046                 FREE_LOCK(&lk);
2047                 handle_workitem_freefile(freefile);
2048                 return;
2049         }
2050         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_inowait, &freefile->fx_list);
2051         FREE_LOCK(&lk);
2052 }
2053
2054 /*
2055  * Check to see if an inode has never been written to disk. If
2056  * so free the inodedep and return success, otherwise return failure.
2057  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
2058  *
2059  * If we still have a bitmap dependency, then the inode has never
2060  * been written to disk. Drop the dependency as it is no longer
2061  * necessary since the inode is being deallocated. We set the
2062  * ALLCOMPLETE flags since the bitmap now properly shows that the
2063  * inode is not allocated. Even if the inode is actively being
2064  * written, it has been rolled back to its zero'ed state, so we
2065  * are ensured that a zero inode is what is on the disk. For short
2066  * lived files, this change will usually result in removing all the
2067  * dependencies from the inode so that it can be freed immediately.
2068  */
2069 static int
2070 check_inode_unwritten(inodedep)
2071         struct inodedep *inodedep;
2072 {
2073
2074         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) != 0 ||
2075             LIST_FIRST(&inodedep->id_pendinghd) != NULL ||
2076             LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait) != NULL ||
2077             LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait) != NULL ||
2078             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL ||
2079             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt) != NULL ||
2080             inodedep->id_nlinkdelta != 0)
2081                 return (0);
2082         inodedep->id_state |= ALLCOMPLETE;
2083         LIST_REMOVE(inodedep, id_deps);
2084         inodedep->id_buf = NULL;
2085         if (inodedep->id_state & ONWORKLIST)
2086                 WORKLIST_REMOVE(&inodedep->id_list);
2087         if (inodedep->id_savedino != NULL) {
2088                 FREE(inodedep->id_savedino, M_INODEDEP);
2089                 inodedep->id_savedino = NULL;
2090         }
2091         if (free_inodedep(inodedep) == 0) {
2092                 FREE_LOCK(&lk);
2093                 panic("check_inode_unwritten: busy inode");
2094         }
2095         return (1);
2096 }
2097
2098 /*
2099  * Try to free an inodedep structure. Return 1 if it could be freed.
2100  */
2101 static int
2102 free_inodedep(inodedep)
2103         struct inodedep *inodedep;
2104 {
2105
2106         if ((inodedep->id_state & ONWORKLIST) != 0 ||
2107             (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE ||
2108             LIST_FIRST(&inodedep->id_pendinghd) != NULL ||
2109             LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait) != NULL ||
2110             LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait) != NULL ||
2111             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL ||
2112             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt) != NULL ||
2113             inodedep->id_nlinkdelta != 0 || inodedep->id_savedino != NULL)
2114                 return (0);
2115         LIST_REMOVE(inodedep, id_hash);
2116         WORKITEM_FREE(inodedep, D_INODEDEP);
2117         num_inodedep -= 1;
2118         return (1);
2119 }
2120
2121 /*
2122  * This workitem routine performs the block de-allocation.
2123  * The workitem is added to the pending list after the updated
2124  * inode block has been written to disk.  As mentioned above,
2125  * checks regarding the number of blocks de-allocated (compared
2126  * to the number of blocks allocated for the file) are also
2127  * performed in this function.
2128  */
2129 static void
2130 handle_workitem_freeblocks(freeblks)
2131         struct freeblks *freeblks;
2132 {
2133         struct inode tip;
2134         ufs_daddr_t bn;
2135         struct fs *fs;
2136         int i, level, bsize;
2137         long nblocks, blocksreleased = 0;
2138         int error, allerror = 0;
2139         ufs_lbn_t baselbns[NIADDR], tmpval;
2140
2141         tip.i_number = freeblks->fb_previousinum;
2142         tip.i_devvp = freeblks->fb_devvp;
2143         tip.i_dev = freeblks->fb_devvp->v_rdev;
2144         tip.i_fs = freeblks->fb_fs;
2145         tip.i_size = freeblks->fb_oldsize;
2146         tip.i_uid = freeblks->fb_uid;
2147         fs = freeblks->fb_fs;
2148         tmpval = 1;
2149         baselbns[0] = NDADDR;
2150         for (i = 1; i < NIADDR; i++) {
2151                 tmpval *= NINDIR(fs);
2152                 baselbns[i] = baselbns[i - 1] + tmpval;
2153         }
2154         nblocks = btodb(fs->fs_bsize);
2155         blocksreleased = 0;
2156         /*
2157          * Indirect blocks first.
2158          */
2159         for (level = (NIADDR - 1); level >= 0; level--) {
2160                 if ((bn = freeblks->fb_iblks[level]) == 0)
2161                         continue;
2162                 if ((error = indir_trunc(&tip, fsbtodb(fs, bn), level,
2163                     baselbns[level], &blocksreleased)) == 0)
2164                         allerror = error;
2165                 ffs_blkfree(&tip, bn, fs->fs_bsize);
2166                 blocksreleased += nblocks;
2167         }
2168         /*
2169          * All direct blocks or frags.
2170          */
2171         for (i = (NDADDR - 1); i >= 0; i--) {
2172                 if ((bn = freeblks->fb_dblks[i]) == 0)
2173                         continue;
2174                 bsize = blksize(fs, &tip, i);
2175                 ffs_blkfree(&tip, bn, bsize);
2176                 blocksreleased += btodb(bsize);
2177         }
2178
2179 #ifdef DIAGNOSTIC
2180         if (freeblks->fb_chkcnt != blocksreleased)
2181                 printf("handle_workitem_freeblocks: block count\n");
2182         if (allerror)
2183                 softdep_error("handle_workitem_freeblks", allerror);
2184 #endif /* DIAGNOSTIC */
2185         WORKITEM_FREE(freeblks, D_FREEBLKS);
2186 }
2187
2188 /*
2189  * Release blocks associated with the inode ip and stored in the indirect
2190  * block dbn. If level is greater than SINGLE, the block is an indirect block
2191  * and recursive calls to indirtrunc must be used to cleanse other indirect
2192  * blocks.
2193  */
2194 static int
2195 indir_trunc(ip, dbn, level, lbn, countp)
2196         struct inode *ip;
2197         ufs_daddr_t dbn;
2198         int level;
2199         ufs_lbn_t lbn;
2200         long *countp;
2201 {
2202         struct buf *bp;
2203         ufs_daddr_t *bap;
2204         ufs_daddr_t nb;
2205         struct fs *fs;
2206         struct worklist *wk;
2207         struct indirdep *indirdep;
2208         int i, lbnadd, nblocks;
2209         int error, allerror = 0;
2210
2211         fs = ip->i_fs;
2212         lbnadd = 1;
2213         for (i = level; i > 0; i--)
2214                 lbnadd *= NINDIR(fs);
2215         /*
2216          * Get buffer of block pointers to be freed. This routine is not
2217          * called until the zero'ed inode has been written, so it is safe
2218          * to free blocks as they are encountered. Because the inode has
2219          * been zero'ed, calls to bmap on these blocks will fail. So, we
2220          * have to use the on-disk address and the block device for the
2221          * filesystem to look them up. If the file was deleted before its
2222          * indirect blocks were all written to disk, the routine that set
2223          * us up (deallocate_dependencies) will have arranged to leave
2224          * a complete copy of the indirect block in memory for our use.
2225          * Otherwise we have to read the blocks in from the disk.
2226          */
2227         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2228         if ((bp = incore(ip->i_devvp, dbn)) != NULL &&
2229             (wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
2230                 if (wk->wk_type != D_INDIRDEP ||
2231                     (indirdep = WK_INDIRDEP(wk))->ir_savebp != bp ||
2232                     (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) == 0) {
2233                         FREE_LOCK(&lk);
2234                         panic("indir_trunc: lost indirdep");
2235                 }
2236                 WORKLIST_REMOVE(wk);
2237                 WORKITEM_FREE(indirdep, D_INDIRDEP);
2238                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
2239                         FREE_LOCK(&lk);
2240                         panic("indir_trunc: dangling dep");
2241                 }
2242                 FREE_LOCK(&lk);
2243         } else {
2244                 FREE_LOCK(&lk);
2245                 error = bread(ip->i_devvp, dbn, (int)fs->fs_bsize, &bp);
2246                 if (error)
2247                         return (error);
2248         }
2249         /*
2250          * Recursively free indirect blocks.
2251          */
2252         bap = (ufs_daddr_t *)bp->b_data;
2253         nblocks = btodb(fs->fs_bsize);
2254         for (i = NINDIR(fs) - 1; i >= 0; i--) {
2255                 if ((nb = bap[i]) == 0)
2256                         continue;
2257                 if (level != 0) {
2258                         if ((error = indir_trunc(ip, fsbtodb(fs, nb),
2259                              level - 1, lbn + (i * lbnadd), countp)) != 0)
2260                                 allerror = error;
2261                 }
2262                 ffs_blkfree(ip, nb, fs->fs_bsize);
2263                 *countp += nblocks;
2264         }
2265         bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
2266         brelse(bp);
2267         return (allerror);
2268 }
2269
2270 /*
2271  * Free an allocindir.
2272  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
2273  */
2274 static void
2275 free_allocindir(aip, inodedep)
2276         struct allocindir *aip;
2277         struct inodedep *inodedep;
2278 {
2279         struct freefrag *freefrag;
2280
2281 #ifdef DEBUG
2282         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
2283                 panic("free_allocindir: lock not held");
2284 #endif
2285         if ((aip->ai_state & DEPCOMPLETE) == 0)
2286                 LIST_REMOVE(aip, ai_deps);
2287         if (aip->ai_state & ONWORKLIST)
2288                 WORKLIST_REMOVE(&aip->ai_list);
2289         LIST_REMOVE(aip, ai_next);
2290         if ((freefrag = aip->ai_freefrag) != NULL) {
2291                 if (inodedep == NULL)
2292                         add_to_worklist(&freefrag->ff_list);
2293                 else
2294                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,
2295                             &freefrag->ff_list);
2296         }
2297         WORKITEM_FREE(aip, D_ALLOCINDIR);
2298 }
2299
2300 /*
2301  * Directory entry addition dependencies.
2302  *
2303  * When adding a new directory entry, the inode (with its incremented link
2304  * count) must be written to disk before the directory entry's pointer to it.
2305  * Also, if the inode is newly allocated, the corresponding freemap must be
2306  * updated (on disk) before the directory entry's pointer. These requirements
2307  * are met via undo/redo on the directory entry's pointer, which consists
2308  * simply of the inode number.
2309  *
2310  * As directory entries are added and deleted, the free space within a
2311  * directory block can become fragmented.  The ufs filesystem will compact
2312  * a fragmented directory block to make space for a new entry. When this
2313  * occurs, the offsets of previously added entries change. Any "diradd"
2314  * dependency structures corresponding to these entries must be updated with
2315  * the new offsets.
2316  */
2317
2318 /*
2319  * This routine is called after the in-memory inode's link
2320  * count has been incremented, but before the directory entry's
2321  * pointer to the inode has been set.
2322  */
2323 void
2324 softdep_setup_directory_add(bp, dp, diroffset, newinum, newdirbp)
2325         struct buf *bp;         /* buffer containing directory block */
2326         struct inode *dp;       /* inode for directory */
2327         off_t diroffset;        /* offset of new entry in directory */
2328         ino_t newinum;          /* inode referenced by new directory entry */
2329         struct buf *newdirbp;   /* non-NULL => contents of new mkdir */
2330 {
2331         int offset;             /* offset of new entry within directory block */
2332         ufs_lbn_t lbn;          /* block in directory containing new entry */
2333         struct fs *fs;
2334         struct diradd *dap;
2335         struct pagedep *pagedep;
2336         struct inodedep *inodedep;
2337         struct mkdir *mkdir1, *mkdir2;
2338
2339         /*
2340          * Whiteouts have no dependencies.
2341          */
2342         if (newinum == WINO) {
2343                 if (newdirbp != NULL)
2344                         bdwrite(newdirbp);
2345                 return;
2346         }
2347
2348         fs = dp->i_fs;
2349         lbn = lblkno(fs, diroffset);
2350         offset = blkoff(fs, diroffset);
2351         MALLOC(dap, struct diradd *, sizeof(struct diradd), M_DIRADD,
2352             M_SOFTDEP_FLAGS);
2353         bzero(dap, sizeof(struct diradd));
2354         dap->da_list.wk_type = D_DIRADD;
2355         dap->da_offset = offset;
2356         dap->da_newinum = newinum;
2357         dap->da_state = ATTACHED;
2358         if (newdirbp == NULL) {
2359                 dap->da_state |= DEPCOMPLETE;
2360                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2361         } else {
2362                 dap->da_state |= MKDIR_BODY | MKDIR_PARENT;
2363                 MALLOC(mkdir1, struct mkdir *, sizeof(struct mkdir), M_MKDIR,
2364                     M_SOFTDEP_FLAGS);
2365                 mkdir1->md_list.wk_type = D_MKDIR;
2366                 mkdir1->md_state = MKDIR_BODY;
2367                 mkdir1->md_diradd = dap;
2368                 MALLOC(mkdir2, struct mkdir *, sizeof(struct mkdir), M_MKDIR,
2369                     M_SOFTDEP_FLAGS);
2370                 mkdir2->md_list.wk_type = D_MKDIR;
2371                 mkdir2->md_state = MKDIR_PARENT;
2372                 mkdir2->md_diradd = dap;
2373                 /*
2374                  * Dependency on "." and ".." being written to disk.
2375                  */
2376                 mkdir1->md_buf = newdirbp;
2377                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2378                 LIST_INSERT_HEAD(&mkdirlisthd, mkdir1, md_mkdirs);
2379                 WORKLIST_INSERT(&newdirbp->b_dep, &mkdir1->md_list);
2380                 FREE_LOCK(&lk);
2381                 bdwrite(newdirbp);
2382                 /*
2383                  * Dependency on link count increase for parent directory
2384                  */
2385                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2386                 if (inodedep_lookup(dp->i_fs, dp->i_number, 0, &inodedep) == 0
2387                     || (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
2388                         dap->da_state &= ~MKDIR_PARENT;
2389                         WORKITEM_FREE(mkdir2, D_MKDIR);
2390                 } else {
2391                         LIST_INSERT_HEAD(&mkdirlisthd, mkdir2, md_mkdirs);
2392                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,&mkdir2->md_list);
2393                 }
2394         }
2395         /*
2396          * Link into parent directory pagedep to await its being written.
2397          */
2398         if (pagedep_lookup(dp, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
2399                 WORKLIST_INSERT(&bp->b_dep, &pagedep->pd_list);
2400         dap->da_pagedep = pagedep;
2401         LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)], dap,
2402             da_pdlist);
2403         /*
2404          * Link into its inodedep. Put it on the id_bufwait list if the inode
2405          * is not yet written. If it is written, do the post-inode write
2406          * processing to put it on the id_pendinghd list.
2407          */
2408         (void) inodedep_lookup(fs, newinum, DEPALLOC, &inodedep);
2409         if ((inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE)
2410                 diradd_inode_written(dap, inodedep);
2411         else
2412                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &dap->da_list);
2413         FREE_LOCK(&lk);
2414 }
2415
2416 /*
2417  * This procedure is called to change the offset of a directory
2418  * entry when compacting a directory block which must be owned
2419  * exclusively by the caller. Note that the actual entry movement
2420  * must be done in this procedure to ensure that no I/O completions
2421  * occur while the move is in progress.
2422  */
2423 void
2424 softdep_change_directoryentry_offset(dp, base, oldloc, newloc, entrysize)
2425         struct inode *dp;       /* inode for directory */
2426         caddr_t base;           /* address of dp->i_offset */
2427         caddr_t oldloc;         /* address of old directory location */
2428         caddr_t newloc;         /* address of new directory location */
2429         int entrysize;          /* size of directory entry */
2430 {
2431         int offset, oldoffset, newoffset;
2432         struct pagedep *pagedep;
2433         struct diradd *dap;
2434         ufs_lbn_t lbn;
2435
2436         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2437         lbn = lblkno(dp->i_fs, dp->i_offset);
2438         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2439         if (pagedep_lookup(dp, lbn, 0, &pagedep) == 0)
2440                 goto done;
2441         oldoffset = offset + (oldloc - base);
2442         newoffset = offset + (newloc - base);
2443
2444         LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(oldoffset)], da_pdlist) {
2445                 if (dap->da_offset != oldoffset)
2446                         continue;
2447                 dap->da_offset = newoffset;
2448                 if (DIRADDHASH(newoffset) == DIRADDHASH(oldoffset))
2449                         break;
2450                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
2451                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(newoffset)],
2452                     dap, da_pdlist);
2453                 break;
2454         }
2455         if (dap == NULL) {
2456
2457                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_pendinghd, da_pdlist) {
2458                         if (dap->da_offset == oldoffset) {
2459                                 dap->da_offset = newoffset;
2460                                 break;
2461                         }
2462                 }
2463         }
2464 done:
2465         bcopy(oldloc, newloc, entrysize);
2466         FREE_LOCK(&lk);
2467 }
2468
2469 /*
2470  * Free a diradd dependency structure. This routine must be called
2471  * with splbio interrupts blocked.
2472  */
2473 static void
2474 free_diradd(dap)
2475         struct diradd *dap;
2476 {
2477         struct dirrem *dirrem;
2478         struct pagedep *pagedep;
2479         struct inodedep *inodedep;
2480         struct mkdir *mkdir, *nextmd;
2481
2482 #ifdef DEBUG
2483         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
2484                 panic("free_diradd: lock not held");
2485 #endif
2486         WORKLIST_REMOVE(&dap->da_list);
2487         LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
2488         if ((dap->da_state & DIRCHG) == 0) {
2489                 pagedep = dap->da_pagedep;
2490         } else {
2491                 dirrem = dap->da_previous;
2492                 pagedep = dirrem->dm_pagedep;
2493                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2494                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2495         }
2496         if (inodedep_lookup(VFSTOUFS(pagedep->pd_mnt)->um_fs, dap->da_newinum,
2497             0, &inodedep) != 0)
2498                 (void) free_inodedep(inodedep);
2499         if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) != 0) {
2500                 for (mkdir = LIST_FIRST(&mkdirlisthd); mkdir; mkdir = nextmd) {
2501                         nextmd = LIST_NEXT(mkdir, md_mkdirs);
2502                         if (mkdir->md_diradd != dap)
2503                                 continue;
2504                         dap->da_state &= ~mkdir->md_state;
2505                         WORKLIST_REMOVE(&mkdir->md_list);
2506                         LIST_REMOVE(mkdir, md_mkdirs);
2507                         WORKITEM_FREE(mkdir, D_MKDIR);
2508                 }
2509                 if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) != 0) {
2510                         FREE_LOCK(&lk);
2511                         panic("free_diradd: unfound ref");
2512                 }
2513         }
2514         WORKITEM_FREE(dap, D_DIRADD);
2515 }
2516
2517 /*
2518  * Directory entry removal dependencies.
2519  *
2520  * When removing a directory entry, the entry's inode pointer must be
2521  * zero'ed on disk before the corresponding inode's link count is decremented
2522  * (possibly freeing the inode for re-use). This dependency is handled by
2523  * updating the directory entry but delaying the inode count reduction until
2524  * after the directory block has been written to disk. After this point, the
2525  * inode count can be decremented whenever it is convenient.
2526  */
2527
2528 /*
2529  * This routine should be called immediately after removing
2530  * a directory entry.  The inode's link count should not be
2531  * decremented by the calling procedure -- the soft updates
2532  * code will do this task when it is safe.
2533  */
2534 void
2535 softdep_setup_remove(bp, dp, ip, isrmdir)
2536         struct buf *bp;         /* buffer containing directory block */
2537         struct inode *dp;       /* inode for the directory being modified */
2538         struct inode *ip;       /* inode for directory entry being removed */
2539         int isrmdir;            /* indicates if doing RMDIR */
2540 {
2541         struct dirrem *dirrem, *prevdirrem;
2542
2543         /*
2544          * Allocate a new dirrem if appropriate and ACQUIRE_LOCK.
2545          */
2546         dirrem = newdirrem(bp, dp, ip, isrmdir, &prevdirrem);
2547
2548         /*
2549          * If the COMPLETE flag is clear, then there were no active
2550          * entries and we want to roll back to a zeroed entry until
2551          * the new inode is committed to disk. If the COMPLETE flag is
2552          * set then we have deleted an entry that never made it to
2553          * disk. If the entry we deleted resulted from a name change,
2554          * then the old name still resides on disk. We cannot delete
2555          * its inode (returned to us in prevdirrem) until the zeroed
2556          * directory entry gets to disk. The new inode has never been
2557          * referenced on the disk, so can be deleted immediately.
2558          */
2559         if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2560                 LIST_INSERT_HEAD(&dirrem->dm_pagedep->pd_dirremhd, dirrem,
2561                     dm_next);
2562                 FREE_LOCK(&lk);
2563         } else {
2564                 if (prevdirrem != NULL)
2565                         LIST_INSERT_HEAD(&dirrem->dm_pagedep->pd_dirremhd,
2566                             prevdirrem, dm_next);
2567                 dirrem->dm_dirinum = dirrem->dm_pagedep->pd_ino;
2568                 FREE_LOCK(&lk);
2569                 handle_workitem_remove(dirrem);
2570         }
2571 }
2572
2573 /*
2574  * Allocate a new dirrem if appropriate and return it along with
2575  * its associated pagedep. Called without a lock, returns with lock.
2576  */
2577 static long num_dirrem;         /* number of dirrem allocated */
2578 static struct dirrem *
2579 newdirrem(bp, dp, ip, isrmdir, prevdirremp)
2580         struct buf *bp;         /* buffer containing directory block */
2581         struct inode *dp;       /* inode for the directory being modified */
2582         struct inode *ip;       /* inode for directory entry being removed */
2583         int isrmdir;            /* indicates if doing RMDIR */
2584         struct dirrem **prevdirremp; /* previously referenced inode, if any */
2585 {
2586         int offset;
2587         ufs_lbn_t lbn;
2588         struct diradd *dap;
2589         struct dirrem *dirrem;
2590         struct pagedep *pagedep;
2591
2592         /*
2593          * Whiteouts have no deletion dependencies.
2594          */
2595         if (ip == NULL)
2596                 panic("newdirrem: whiteout");
2597         /*
2598          * If we are over our limit, try to improve the situation.
2599          * Limiting the number of dirrem structures will also limit
2600          * the number of freefile and freeblks structures.
2601          */
2602         if (num_dirrem > max_softdeps / 2 && speedup_syncer() == 0)
2603                 (void) request_cleanup(FLUSH_REMOVE, 0);
2604         num_dirrem += 1;
2605         MALLOC(dirrem, struct dirrem *, sizeof(struct dirrem),
2606                 M_DIRREM, M_SOFTDEP_FLAGS);
2607         bzero(dirrem, sizeof(struct dirrem));
2608         dirrem->dm_list.wk_type = D_DIRREM;
2609         dirrem->dm_state = isrmdir ? RMDIR : 0;
2610         dirrem->dm_mnt = ITOV(ip)->v_mount;
2611         dirrem->dm_oldinum = ip->i_number;
2612         *prevdirremp = NULL;
2613
2614         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2615         lbn = lblkno(dp->i_fs, dp->i_offset);
2616         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2617         if (pagedep_lookup(dp, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
2618                 WORKLIST_INSERT(&bp->b_dep, &pagedep->pd_list);
2619         dirrem->dm_pagedep = pagedep;
2620         /*
2621          * Check for a diradd dependency for the same directory entry.
2622          * If present, then both dependencies become obsolete and can
2623          * be de-allocated. Check for an entry on both the pd_dirraddhd
2624          * list and the pd_pendinghd list.
2625          */
2626
2627         LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)], da_pdlist)
2628                 if (dap->da_offset == offset)
2629                         break;
2630         if (dap == NULL) {
2631
2632                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_pendinghd, da_pdlist)
2633                         if (dap->da_offset == offset)
2634                                 break;
2635                 if (dap == NULL)
2636                         return (dirrem);
2637         }
2638         /*
2639          * Must be ATTACHED at this point.
2640          */
2641         if ((dap->da_state & ATTACHED) == 0) {
2642                 FREE_LOCK(&lk);
2643                 panic("newdirrem: not ATTACHED");
2644         }
2645         if (dap->da_newinum != ip->i_number) {
2646                 FREE_LOCK(&lk);
2647                 panic("newdirrem: inum %d should be %d",
2648                     ip->i_number, dap->da_newinum);
2649         }
2650         /*
2651          * If we are deleting a changed name that never made it to disk,
2652          * then return the dirrem describing the previous inode (which
2653          * represents the inode currently referenced from this entry on disk).
2654          */
2655         if ((dap->da_state & DIRCHG) != 0) {
2656                 *prevdirremp = dap->da_previous;
2657                 dap->da_state &= ~DIRCHG;
2658                 dap->da_pagedep = pagedep;
2659         }
2660         /*
2661          * We are deleting an entry that never made it to disk.
2662          * Mark it COMPLETE so we can delete its inode immediately.
2663          */
2664         dirrem->dm_state |= COMPLETE;
2665         free_diradd(dap);
2666         return (dirrem);
2667 }
2668
2669 /*
2670  * Directory entry change dependencies.
2671  *
2672  * Changing an existing directory entry requires that an add operation
2673  * be completed first followed by a deletion. The semantics for the addition
2674  * are identical to the description of adding a new entry above except
2675  * that the rollback is to the old inode number rather than zero. Once
2676  * the addition dependency is completed, the removal is done as described
2677  * in the removal routine above.
2678  */
2679
2680 /*
2681  * This routine should be called immediately after changing
2682  * a directory entry.  The inode's link count should not be
2683  * decremented by the calling procedure -- the soft updates
2684  * code will perform this task when it is safe.
2685  */
2686 void
2687 softdep_setup_directory_change(bp, dp, ip, newinum, isrmdir)
2688         struct buf *bp;         /* buffer containing directory block */
2689         struct inode *dp;       /* inode for the directory being modified */
2690         struct inode *ip;       /* inode for directory entry being removed */
2691         ino_t newinum;          /* new inode number for changed entry */
2692         int isrmdir;            /* indicates if doing RMDIR */
2693 {
2694         int offset;
2695         struct diradd *dap = NULL;
2696         struct dirrem *dirrem, *prevdirrem;
2697         struct pagedep *pagedep;
2698         struct inodedep *inodedep;
2699
2700         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2701
2702         /*
2703          * Whiteouts do not need diradd dependencies.
2704          */
2705         if (newinum != WINO) {
2706                 MALLOC(dap, struct diradd *, sizeof(struct diradd),
2707                     M_DIRADD, M_SOFTDEP_FLAGS);
2708                 bzero(dap, sizeof(struct diradd));
2709                 dap->da_list.wk_type = D_DIRADD;
2710                 dap->da_state = DIRCHG | ATTACHED | DEPCOMPLETE;
2711                 dap->da_offset = offset;
2712                 dap->da_newinum = newinum;
2713         }
2714
2715         /*
2716          * Allocate a new dirrem and ACQUIRE_LOCK.
2717          */
2718         dirrem = newdirrem(bp, dp, ip, isrmdir, &prevdirrem);
2719         pagedep = dirrem->dm_pagedep;
2720         /*
2721          * The possible values for isrmdir:
2722          *      0 - non-directory file rename
2723          *      1 - directory rename within same directory
2724          *   inum - directory rename to new directory of given inode number
2725          * When renaming to a new directory, we are both deleting and
2726          * creating a new directory entry, so the link count on the new
2727          * directory should not change. Thus we do not need the followup
2728          * dirrem which is usually done in handle_workitem_remove. We set
2729          * the DIRCHG flag to tell handle_workitem_remove to skip the
2730          * followup dirrem.
2731          */
2732         if (isrmdir > 1)
2733                 dirrem->dm_state |= DIRCHG;
2734
2735         /*
2736          * Whiteouts have no additional dependencies,
2737          * so just put the dirrem on the correct list.
2738          */
2739         if (newinum == WINO) {
2740                 if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2741                         LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_dirremhd, dirrem,
2742                             dm_next);
2743                 } else {
2744                         dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2745                         add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2746                 }
2747                 FREE_LOCK(&lk);
2748                 return;
2749         }
2750
2751         /*
2752          * If the COMPLETE flag is clear, then there were no active
2753          * entries and we want to roll back to the previous inode until
2754          * the new inode is committed to disk. If the COMPLETE flag is
2755          * set, then we have deleted an entry that never made it to disk.
2756          * If the entry we deleted resulted from a name change, then the old
2757          * inode reference still resides on disk. Any rollback that we do
2758          * needs to be to that old inode (returned to us in prevdirrem). If
2759          * the entry we deleted resulted from a create, then there is
2760          * no entry on the disk, so we want to roll back to zero rather
2761          * than the uncommitted inode. In either of the COMPLETE cases we
2762          * want to immediately free the unwritten and unreferenced inode.
2763          */
2764         if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2765                 dap->da_previous = dirrem;
2766         } else {
2767                 if (prevdirrem != NULL) {
2768                         dap->da_previous = prevdirrem;
2769                 } else {
2770                         dap->da_state &= ~DIRCHG;
2771                         dap->da_pagedep = pagedep;
2772                 }
2773                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2774                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2775         }
2776         /*
2777          * Link into its inodedep. Put it on the id_bufwait list if the inode
2778          * is not yet written. If it is written, do the post-inode write
2779          * processing to put it on the id_pendinghd list.
2780          */
2781         if (inodedep_lookup(dp->i_fs, newinum, DEPALLOC, &inodedep) == 0 ||
2782             (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
2783                 dap->da_state |= COMPLETE;
2784                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
2785                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_pendinghd, &dap->da_list);
2786         } else {
2787                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)],
2788                     dap, da_pdlist);
2789                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &dap->da_list);
2790         }
2791         FREE_LOCK(&lk);
2792 }
2793
2794 /*
2795  * Called whenever the link count on an inode is changed.
2796  * It creates an inode dependency so that the new reference(s)
2797  * to the inode cannot be committed to disk until the updated
2798  * inode has been written.
2799  */
2800 void
2801 softdep_change_linkcnt(ip)
2802         struct inode *ip;       /* the inode with the increased link count */
2803 {
2804         struct inodedep *inodedep;
2805
2806         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2807         (void) inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, DEPALLOC, &inodedep);
2808         if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2809                 FREE_LOCK(&lk);
2810                 panic("softdep_change_linkcnt: bad delta");
2811         }
2812         inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2813         FREE_LOCK(&lk);
2814 }
2815
2816 /*
2817  * This workitem decrements the inode's link count.
2818  * If the link count reaches zero, the file is removed.
2819  */
2820 static void
2821 handle_workitem_remove(dirrem)
2822         struct dirrem *dirrem;
2823 {
2824         struct thread *td = curthread;  /* XXX */
2825         struct inodedep *inodedep;
2826         struct vnode *vp;
2827         struct inode *ip;
2828         ino_t oldinum;
2829         int error;
2830
2831         if ((error = VFS_VGET(dirrem->dm_mnt, dirrem->dm_oldinum, &vp)) != 0) {
2832                 softdep_error("handle_workitem_remove: vget", error);
2833                 return;
2834         }
2835         ip = VTOI(vp);
2836         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2837         if ((inodedep_lookup(ip->i_fs, dirrem->dm_oldinum, 0, &inodedep)) == 0){
2838                 FREE_LOCK(&lk);
2839                 panic("handle_workitem_remove: lost inodedep");
2840         }
2841         /*
2842          * Normal file deletion.
2843          */
2844         if ((dirrem->dm_state & RMDIR) == 0) {
2845                 ip->i_nlink--;
2846                 ip->i_flag |= IN_CHANGE;
2847                 if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2848                         FREE_LOCK(&lk);
2849                         panic("handle_workitem_remove: bad file delta");
2850                 }
2851                 inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2852                 FREE_LOCK(&lk);
2853                 vput(vp);
2854                 num_dirrem -= 1;
2855                 WORKITEM_FREE(dirrem, D_DIRREM);
2856                 return;
2857         }
2858         /*
2859          * Directory deletion. Decrement reference count for both the
2860          * just deleted parent directory entry and the reference for ".".
2861          * Next truncate the directory to length zero. When the
2862          * truncation completes, arrange to have the reference count on
2863          * the parent decremented to account for the loss of "..".
2864          */
2865         ip->i_nlink -= 2;
2866         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
2867         if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2868                 FREE_LOCK(&lk);
2869                 panic("handle_workitem_remove: bad dir delta");
2870         }
2871         inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2872         FREE_LOCK(&lk);
2873         if ((error = UFS_TRUNCATE(vp, (off_t)0, 0, proc0.p_ucred, td)) != 0)
2874                 softdep_error("handle_workitem_remove: truncate", error);
2875         /*
2876          * Rename a directory to a new parent. Since, we are both deleting
2877          * and creating a new directory entry, the link count on the new
2878          * directory should not change. Thus we skip the followup dirrem.
2879          */
2880         if (dirrem->dm_state & DIRCHG) {
2881                 vput(vp);
2882                 num_dirrem -= 1;
2883                 WORKITEM_FREE(dirrem, D_DIRREM);
2884                 return;
2885         }
2886         /*
2887          * If the inodedep does not exist, then the zero'ed inode has
2888          * been written to disk. If the allocated inode has never been
2889          * written to disk, then the on-disk inode is zero'ed. In either
2890          * case we can remove the file immediately.
2891          */
2892         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2893         dirrem->dm_state = 0;
2894         oldinum = dirrem->dm_oldinum;
2895         dirrem->dm_oldinum = dirrem->dm_dirinum;
2896         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, oldinum, 0, &inodedep) == 0 ||
2897             check_inode_unwritten(inodedep)) {
2898                 FREE_LOCK(&lk);
2899                 vput(vp);
2900                 handle_workitem_remove(dirrem);
2901                 return;
2902         }
2903         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_inowait, &dirrem->dm_list);
2904         FREE_LOCK(&lk);
2905         vput(vp);
2906 }
2907
2908 /*
2909  * Inode de-allocation dependencies.
2910  *
2911  * When an inode's link count is reduced to zero, it can be de-allocated. We
2912  * found it convenient to postpone de-allocation until after the inode is
2913  * written to disk with its new link count (zero).  At this point, all of the
2914  * on-disk inode's block pointers are nullified and, with careful dependency
2915  * list ordering, all dependencies related to the inode will be satisfied and
2916  * the corresponding dependency structures de-allocated.  So, if/when the
2917  * inode is reused, there will be no mixing of old dependencies with new
2918  * ones.  This artificial dependency is set up by the block de-allocation
2919  * procedure above (softdep_setup_freeblocks) and completed by the
2920  * following procedure.
2921  */
2922 static void
2923 handle_workitem_freefile(freefile)
2924         struct freefile *freefile;
2925 {
2926         struct vnode vp;
2927         struct inode tip;
2928         struct inodedep *idp;
2929         int error;
2930
2931 #ifdef DEBUG
2932         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2933         error = inodedep_lookup(freefile->fx_fs, freefile->fx_oldinum, 0, &idp);
2934         FREE_LOCK(&lk);
2935         if (error)
2936                 panic("handle_workitem_freefile: inodedep survived");
2937 #endif
2938         tip.i_devvp = freefile->fx_devvp;
2939         tip.i_dev = freefile->fx_devvp->v_rdev;
2940         tip.i_fs = freefile->fx_fs;
2941         vp.v_data = &tip;
2942         if ((error = ffs_freefile(&vp, freefile->fx_oldinum, freefile->fx_mode)) != 0)
2943                 softdep_error("handle_workitem_freefile", error);
2944         WORKITEM_FREE(freefile, D_FREEFILE);
2945 }
2946
2947 /*
2948  * Disk writes.
2949  *
2950  * The dependency structures constructed above are most actively used when file
2951  * system blocks are written to disk.  No constraints are placed on when a
2952  * block can be written, but unsatisfied update dependencies are made safe by
2953  * modifying (or replacing) the source memory for the duration of the disk
2954  * write.  When the disk write completes, the memory block is again brought
2955  * up-to-date.
2956  *
2957  * In-core inode structure reclamation.
2958  *
2959  * Because there are a finite number of "in-core" inode structures, they are
2960  * reused regularly.  By transferring all inode-related dependencies to the
2961  * in-memory inode block and indexing them separately (via "inodedep"s), we
2962  * can allow "in-core" inode structures to be reused at any time and avoid
2963  * any increase in contention.
2964  *
2965  * Called just before entering the device driver to initiate a new disk I/O.
2966  * The buffer must be locked, thus, no I/O completion operations can occur
2967  * while we are manipulating its associated dependencies.
2968  */
2969 static void
2970 softdep_disk_io_initiation(bp)
2971         struct buf *bp;         /* structure describing disk write to occur */
2972 {
2973         struct worklist *wk, *nextwk;
2974         struct indirdep *indirdep;
2975
2976         /*
2977          * We only care about write operations. There should never
2978          * be dependencies for reads.
2979          */
2980         if (bp->b_flags & B_READ)
2981                 panic("softdep_disk_io_initiation: read");
2982         /*
2983          * Do any necessary pre-I/O processing.
2984          */
2985         for (wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep); wk; wk = nextwk) {
2986                 nextwk = LIST_NEXT(wk, wk_list);
2987                 switch (wk->wk_type) {
2988
2989                 case D_PAGEDEP:
2990                         initiate_write_filepage(WK_PAGEDEP(wk), bp);
2991                         continue;
2992
2993                 case D_INODEDEP:
2994                         initiate_write_inodeblock(WK_INODEDEP(wk), bp);
2995                         continue;
2996
2997                 case D_INDIRDEP:
2998                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
2999                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY)
3000                                 panic("disk_io_initiation: indirdep gone");
3001                         /*
3002                          * If there are no remaining dependencies, this
3003                          * will be writing the real pointers, so the
3004                          * dependency can be freed.
3005                          */
3006                         if (LIST_FIRST(&indirdep->ir_deplisthd) == NULL) {
3007                                 indirdep->ir_savebp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
3008                                 brelse(indirdep->ir_savebp);
3009                                 /* inline expand WORKLIST_REMOVE(wk); */
3010                                 wk->wk_state &= ~ONWORKLIST;
3011                                 LIST_REMOVE(wk, wk_list);
3012                                 WORKITEM_FREE(indirdep, D_INDIRDEP);
3013                                 continue;
3014                         }
3015                         /*
3016                          * Replace up-to-date version with safe version.
3017                          */
3018                         MALLOC(indirdep->ir_saveddata, caddr_t, bp->b_bcount,
3019                             M_INDIRDEP, M_SOFTDEP_FLAGS);
3020                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3021                         indirdep->ir_state &= ~ATTACHED;
3022                         indirdep->ir_state |= UNDONE;
3023                         bcopy(bp->b_data, indirdep->ir_saveddata, bp->b_bcount);
3024                         bcopy(indirdep->ir_savebp->b_data, bp->b_data,
3025                             bp->b_bcount);
3026                         FREE_LOCK(&lk);
3027                         continue;
3028
3029                 case D_MKDIR:
3030                 case D_BMSAFEMAP:
3031                 case D_ALLOCDIRECT:
3032                 case D_ALLOCINDIR:
3033                         continue;
3034
3035                 default:
3036                         panic("handle_disk_io_initiation: Unexpected type %s",
3037                             TYPENAME(wk->wk_type));
3038                         /* NOTREACHED */
3039                 }
3040         }
3041 }
3042
3043 /*
3044  * Called from within the procedure above to deal with unsatisfied
3045  * allocation dependencies in a directory. The buffer must be locked,
3046  * thus, no I/O completion operations can occur while we are
3047  * manipulating its associated dependencies.
3048  */
3049 static void
3050 initiate_write_filepage(pagedep, bp)
3051         struct pagedep *pagedep;
3052         struct buf *bp;
3053 {
3054         struct diradd *dap;
3055         struct direct *ep;
3056         int i;
3057
3058         if (pagedep->pd_state & IOSTARTED) {
3059                 /*
3060                  * This can only happen if there is a driver that does not
3061                  * understand chaining. Here biodone will reissue the call
3062                  * to strategy for the incomplete buffers.
3063                  */
3064                 printf("initiate_write_filepage: already started\n");
3065                 return;
3066         }
3067         pagedep->pd_state |= IOSTARTED;
3068         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3069         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
3070                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[i], da_pdlist) {
3071                         ep = (struct direct *)
3072                             ((char *)bp->b_data + dap->da_offset);
3073                         if (ep->d_ino != dap->da_newinum) {
3074                                 FREE_LOCK(&lk);
3075                                 panic("%s: dir inum %d != new %d",
3076                                     "initiate_write_filepage",
3077                                     ep->d_ino, dap->da_newinum);
3078                         }
3079                         if (dap->da_state & DIRCHG)
3080                                 ep->d_ino = dap->da_previous->dm_oldinum;
3081                         else
3082                                 ep->d_ino = 0;
3083                         dap->da_state &= ~ATTACHED;
3084                         dap->da_state |= UNDONE;
3085                 }
3086         }
3087         FREE_LOCK(&lk);
3088 }
3089
3090 /*
3091  * Called from within the procedure above to deal with unsatisfied
3092  * allocation dependencies in an inodeblock. The buffer must be
3093  * locked, thus, no I/O completion operations can occur while we
3094  * are manipulating its associated dependencies.
3095  */
3096 static void
3097 initiate_write_inodeblock(inodedep, bp)
3098         struct inodedep *inodedep;
3099         struct buf *bp;                 /* The inode block */
3100 {
3101         struct allocdirect *adp, *lastadp;
3102         struct dinode *dp;
3103         struct fs *fs;
3104         ufs_lbn_t prevlbn = 0;
3105         int i, deplist;
3106
3107         if (inodedep->id_state & IOSTARTED)
3108                 panic("initiate_write_inodeblock: already started");
3109         inodedep->id_state |= IOSTARTED;
3110         fs = inodedep->id_fs;
3111         dp = (struct dinode *)bp->b_data +
3112             ino_to_fsbo(fs, inodedep->id_ino);
3113         /*
3114          * If the bitmap is not yet written, then the allocated
3115          * inode cannot be written to disk.
3116          */
3117         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) == 0) {
3118                 if (inodedep->id_savedino != NULL)
3119                         panic("initiate_write_inodeblock: already doing I/O");
3120                 MALLOC(inodedep->id_savedino, struct dinode *,
3121                     sizeof(struct dinode), M_INODEDEP, M_SOFTDEP_FLAGS);
3122                 *inodedep->id_savedino = *dp;
3123                 bzero((caddr_t)dp, sizeof(struct dinode));
3124                 return;
3125         }
3126         /*
3127          * If no dependencies, then there is nothing to roll back.
3128          */
3129         inodedep->id_savedsize = dp->di_size;
3130         if (TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) == NULL)
3131                 return;
3132         /*
3133          * Set the dependencies to busy.
3134          */
3135         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3136         for (deplist = 0, adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp;
3137              adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next)) {
3138 #ifdef DIAGNOSTIC
3139                 if (deplist != 0 && prevlbn >= adp->ad_lbn) {
3140                         FREE_LOCK(&lk);
3141                         panic("softdep_write_inodeblock: lbn order");
3142                 }
3143                 prevlbn = adp->ad_lbn;
3144                 if (adp->ad_lbn < NDADDR &&
3145                     dp->di_db[adp->ad_lbn] != adp->ad_newblkno) {
3146                         FREE_LOCK(&lk);
3147                         panic("%s: direct pointer #%ld mismatch %d != %d",
3148                             "softdep_write_inodeblock", adp->ad_lbn,
3149                             dp->di_db[adp->ad_lbn], adp->ad_newblkno);
3150                 }
3151                 if (adp->ad_lbn >= NDADDR &&
3152                     dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] != adp->ad_newblkno) {
3153                         FREE_LOCK(&lk);
3154                         panic("%s: indirect pointer #%ld mismatch %d != %d",
3155                             "softdep_write_inodeblock", adp->ad_lbn - NDADDR,
3156                             dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR], adp->ad_newblkno);
3157                 }
3158                 deplist |= 1 << adp->ad_lbn;
3159                 if ((adp->ad_state & ATTACHED) == 0) {
3160                         FREE_LOCK(&lk);
3161                         panic("softdep_write_inodeblock: Unknown state 0x%x",
3162                             adp->ad_state);
3163                 }
3164 #endif /* DIAGNOSTIC */
3165                 adp->ad_state &= ~ATTACHED;
3166                 adp->ad_state |= UNDONE;
3167         }
3168         /*
3169          * The on-disk inode cannot claim to be any larger than the last
3170          * fragment that has been written. Otherwise, the on-disk inode
3171          * might have fragments that were not the last block in the file
3172          * which would corrupt the filesystem.
3173          */
3174         for (lastadp = NULL, adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp;
3175              lastadp = adp, adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next)) {
3176                 if (adp->ad_lbn >= NDADDR)
3177                         break;
3178                 dp->di_db[adp->ad_lbn] = adp->ad_oldblkno;
3179                 /* keep going until hitting a rollback to a frag */
3180                 if (adp->ad_oldsize == 0 || adp->ad_oldsize == fs->fs_bsize)
3181                         continue;
3182                 dp->di_size = fs->fs_bsize * adp->ad_lbn + adp->ad_oldsize;
3183                 for (i = adp->ad_lbn + 1; i < NDADDR; i++) {
3184 #ifdef DIAGNOSTIC
3185                         if (dp->di_db[i] != 0 && (deplist & (1 << i)) == 0) {
3186                                 FREE_LOCK(&lk);
3187                                 panic("softdep_write_inodeblock: lost dep1");
3188                         }
3189 #endif /* DIAGNOSTIC */
3190                         dp->di_db[i] = 0;
3191                 }
3192                 for (i = 0; i < NIADDR; i++) {
3193 #ifdef DIAGNOSTIC
3194                         if (dp->di_ib[i] != 0 &&
3195                             (deplist & ((1 << NDADDR) << i)) == 0) {
3196                                 FREE_LOCK(&lk);
3197                                 panic("softdep_write_inodeblock: lost dep2");
3198                         }
3199 #endif /* DIAGNOSTIC */
3200                         dp->di_ib[i] = 0;
3201                 }
3202                 FREE_LOCK(&lk);
3203                 return;
3204         }
3205         /*
3206          * If we have zero'ed out the last allocated block of the file,
3207          * roll back the size to the last currently allocated block.
3208          * We know that this last allocated block is a full-sized as
3209          * we already checked for fragments in the loop above.
3210          */
3211         if (lastadp != NULL &&
3212             dp->di_size <= (lastadp->ad_lbn + 1) * fs->fs_bsize) {
3213                 for (i = lastadp->ad_lbn; i >= 0; i--)
3214                         if (dp->di_db[i] != 0)
3215                                 break;
3216                 dp->di_size = (i + 1) * fs->fs_bsize;
3217         }
3218         /*
3219          * The only dependencies are for indirect blocks.
3220          *
3221          * The file size for indirect block additions is not guaranteed.
3222          * Such a guarantee would be non-trivial to achieve. The conventional
3223          * synchronous write implementation also does not make this guarantee.
3224          * Fsck should catch and fix discrepancies. Arguably, the file size
3225          * can be over-estimated without destroying integrity when the file
3226          * moves into the indirect blocks (i.e., is large). If we want to
3227          * postpone fsck, we are stuck with this argument.
3228          */
3229         for (; adp; adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next))
3230                 dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] = 0;
3231         FREE_LOCK(&lk);
3232 }
3233
3234 /*
3235  * This routine is called during the completion interrupt
3236  * service routine for a disk write (from the procedure called
3237  * by the device driver to inform the filesystem caches of
3238  * a request completion).  It should be called early in this
3239  * procedure, before the block is made available to other
3240  * processes or other routines are called.
3241  */
3242 static void
3243 softdep_disk_write_complete(bp)
3244         struct buf *bp;         /* describes the completed disk write */
3245 {
3246         struct worklist *wk;
3247         struct workhead reattach;
3248         struct newblk *newblk;
3249         struct allocindir *aip;
3250         struct allocdirect *adp;
3251         struct indirdep *indirdep;
3252         struct inodedep *inodedep;
3253         struct bmsafemap *bmsafemap;
3254
3255 #ifdef DEBUG
3256         if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
3257                 panic("softdep_disk_write_complete: lock is held");
3258         lk.lkt_held = SPECIAL_FLAG;
3259 #endif
3260         LIST_INIT(&reattach);
3261         while ((wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
3262                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3263                 switch (wk->wk_type) {
3264
3265                 case D_PAGEDEP:
3266                         if (handle_written_filepage(WK_PAGEDEP(wk), bp))
3267                                 WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3268                         continue;
3269
3270                 case D_INODEDEP:
3271                         if (handle_written_inodeblock(WK_INODEDEP(wk), bp))
3272                                 WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3273                         continue;
3274
3275                 case D_BMSAFEMAP:
3276                         bmsafemap = WK_BMSAFEMAP(wk);
3277                         while ((newblk = LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_newblkhd))) {
3278                                 newblk->nb_state |= DEPCOMPLETE;
3279                                 newblk->nb_bmsafemap = NULL;
3280                                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
3281                         }
3282                         while ((adp =
3283                            LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_allocdirecthd))) {
3284                                 adp->ad_state |= DEPCOMPLETE;
3285                                 adp->ad_buf = NULL;
3286                                 LIST_REMOVE(adp, ad_deps);
3287                                 handle_allocdirect_partdone(adp);
3288                         }
3289                         while ((aip =
3290                             LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_allocindirhd))) {
3291                                 aip->ai_state |= DEPCOMPLETE;
3292                                 aip->ai_buf = NULL;
3293                                 LIST_REMOVE(aip, ai_deps);
3294                                 handle_allocindir_partdone(aip);
3295                         }
3296                         while ((inodedep =
3297                              LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_inodedephd)) != NULL) {
3298                                 inodedep->id_state |= DEPCOMPLETE;
3299                                 LIST_REMOVE(inodedep, id_deps);
3300                                 inodedep->id_buf = NULL;
3301                         }
3302                         WORKITEM_FREE(bmsafemap, D_BMSAFEMAP);
3303                         continue;
3304
3305                 case D_MKDIR:
3306                         handle_written_mkdir(WK_MKDIR(wk), MKDIR_BODY);
3307                         continue;
3308
3309                 case D_ALLOCDIRECT:
3310                         adp = WK_ALLOCDIRECT(wk);
3311                         adp->ad_state |= COMPLETE;
3312                         handle_allocdirect_partdone(adp);
3313                         continue;
3314
3315                 case D_ALLOCINDIR:
3316                         aip = WK_ALLOCINDIR(wk);
3317                         aip->ai_state |= COMPLETE;
3318                         handle_allocindir_partdone(aip);
3319                         continue;
3320
3321                 case D_INDIRDEP:
3322                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
3323                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) {
3324                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3325                                 panic("disk_write_complete: indirdep gone");
3326                         }
3327                         bcopy(indirdep->ir_saveddata, bp->b_data, bp->b_bcount);
3328                         FREE(indirdep->ir_saveddata, M_INDIRDEP);
3329                         indirdep->ir_saveddata = 0;
3330                         indirdep->ir_state &= ~UNDONE;
3331                         indirdep->ir_state |= ATTACHED;
3332                         while ((aip = LIST_FIRST(&indirdep->ir_donehd)) != 0) {
3333                                 handle_allocindir_partdone(aip);
3334                                 if (aip == LIST_FIRST(&indirdep->ir_donehd)) {
3335                                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3336                                         panic("disk_write_complete: not gone");
3337                                 }
3338                         }
3339                         WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3340                         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3341                                 stat_indir_blk_ptrs++;
3342                         bdirty(bp);
3343                         continue;
3344
3345                 default:
3346                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3347                         panic("handle_disk_write_complete: Unknown type %s",
3348                             TYPENAME(wk->wk_type));
3349                         /* NOTREACHED */
3350                 }
3351         }
3352         /*
3353          * Reattach any requests that must be redone.
3354          */
3355         while ((wk = LIST_FIRST(&reattach)) != NULL) {
3356                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3357                 WORKLIST_INSERT(&bp->b_dep, wk);
3358         }
3359 #ifdef DEBUG
3360         if (lk.lkt_held != SPECIAL_FLAG)
3361                 panic("softdep_disk_write_complete: lock lost");
3362         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3363 #endif
3364 }
3365
3366 /*
3367  * Called from within softdep_disk_write_complete above. Note that
3368  * this routine is always called from interrupt level with further
3369  * splbio interrupts blocked.
3370  */
3371 static void
3372 handle_allocdirect_partdone(adp)
3373         struct allocdirect *adp;        /* the completed allocdirect */
3374 {
3375         struct allocdirect *listadp;
3376         struct inodedep *inodedep;
3377         long bsize;
3378
3379         if ((adp->ad_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3380                 return;
3381         if (adp->ad_buf != NULL) {
3382                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3383                 panic("handle_allocdirect_partdone: dangling dep");
3384         }
3385         /*
3386          * The on-disk inode cannot claim to be any larger than the last
3387          * fragment that has been written. Otherwise, the on-disk inode
3388          * might have fragments that were not the last block in the file
3389          * which would corrupt the filesystem. Thus, we cannot free any
3390          * allocdirects after one whose ad_oldblkno claims a fragment as
3391          * these blocks must be rolled back to zero before writing the inode.
3392          * We check the currently active set of allocdirects in id_inoupdt.
3393          */
3394         inodedep = adp->ad_inodedep;
3395         bsize = inodedep->id_fs->fs_bsize;
3396         TAILQ_FOREACH(listadp, &inodedep->id_inoupdt, ad_next) {
3397                 /* found our block */
3398                 if (listadp == adp)
3399                         break;
3400                 /* continue if ad_oldlbn is not a fragment */
3401                 if (listadp->ad_oldsize == 0 ||
3402                     listadp->ad_oldsize == bsize)
3403                         continue;
3404                 /* hit a fragment */
3405                 return;
3406         }
3407         /*
3408          * If we have reached the end of the current list without
3409          * finding the just finished dependency, then it must be
3410          * on the future dependency list. Future dependencies cannot
3411          * be freed until they are moved to the current list.
3412          */
3413         if (listadp == NULL) {
3414 #ifdef DEBUG
3415                 TAILQ_FOREACH(listadp, &inodedep->id_newinoupdt, ad_next)
3416                         /* found our block */
3417                         if (listadp == adp)
3418                                 break;
3419                 if (listadp == NULL) {
3420                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3421                         panic("handle_allocdirect_partdone: lost dep");
3422                 }
3423 #endif /* DEBUG */
3424                 return;
3425         }
3426         /*
3427          * If we have found the just finished dependency, then free
3428          * it along with anything that follows it that is complete.
3429          */
3430         for (; adp; adp = listadp) {
3431                 listadp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next);
3432                 if ((adp->ad_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3433                         return;
3434                 free_allocdirect(&inodedep->id_inoupdt, adp, 1);
3435         }
3436 }
3437
3438 /*
3439  * Called from within softdep_disk_write_complete above. Note that
3440  * this routine is always called from interrupt level with further
3441  * splbio interrupts blocked.
3442  */
3443 static void
3444 handle_allocindir_partdone(aip)
3445         struct allocindir *aip;         /* the completed allocindir */
3446 {
3447         struct indirdep *indirdep;
3448
3449         if ((aip->ai_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3450                 return;
3451         if (aip->ai_buf != NULL) {
3452                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3453                 panic("handle_allocindir_partdone: dangling dependency");
3454         }
3455         indirdep = aip->ai_indirdep;
3456         if (indirdep->ir_state & UNDONE) {
3457                 LIST_REMOVE(aip, ai_next);
3458                 LIST_INSERT_HEAD(&indirdep->ir_donehd, aip, ai_next);
3459                 return;
3460         }
3461         ((ufs_daddr_t *)indirdep->ir_savebp->b_data)[aip->ai_offset] =
3462             aip->ai_newblkno;
3463         LIST_REMOVE(aip, ai_next);
3464         if (aip->ai_freefrag != NULL)
3465                 add_to_worklist(&aip->ai_freefrag->ff_list);
3466         WORKITEM_FREE(aip, D_ALLOCINDIR);
3467 }
3468
3469 /*
3470  * Called from within softdep_disk_write_complete above to restore
3471  * in-memory inode block contents to their most up-to-date state. Note
3472  * that this routine is always called from interrupt level with further
3473  * splbio interrupts blocked.
3474  */
3475 static int
3476 handle_written_inodeblock(inodedep, bp)
3477         struct inodedep *inodedep;
3478         struct buf *bp;         /* buffer containing the inode block */
3479 {
3480         struct worklist *wk, *filefree;
3481         struct allocdirect *adp, *nextadp;
3482         struct dinode *dp;
3483         int hadchanges;
3484
3485         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) == 0) {
3486                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3487                 panic("handle_written_inodeblock: not started");
3488         }
3489         inodedep->id_state &= ~IOSTARTED;
3490         inodedep->id_state |= COMPLETE;
3491         dp = (struct dinode *)bp->b_data +
3492             ino_to_fsbo(inodedep->id_fs, inodedep->id_ino);
3493         /*
3494          * If we had to rollback the inode allocation because of
3495          * bitmaps being incomplete, then simply restore it.
3496          * Keep the block dirty so that it will not be reclaimed until
3497          * all associated dependencies have been cleared and the
3498          * corresponding updates written to disk.
3499          */
3500         if (inodedep->id_savedino != NULL) {
3501                 *dp = *inodedep->id_savedino;
3502                 FREE(inodedep->id_savedino, M_INODEDEP);
3503                 inodedep->id_savedino = NULL;
3504                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3505                         stat_inode_bitmap++;
3506                 bdirty(bp);
3507                 return (1);
3508         }
3509         /*
3510          * Roll forward anything that had to be rolled back before
3511          * the inode could be updated.
3512          */
3513         hadchanges = 0;
3514         for (adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp; adp = nextadp) {
3515                 nextadp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next);
3516                 if (adp->ad_state & ATTACHED) {
3517                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3518                         panic("handle_written_inodeblock: new entry");
3519                 }
3520                 if (adp->ad_lbn < NDADDR) {
3521                         if (dp->di_db[adp->ad_lbn] != adp->ad_oldblkno) {
3522                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3523                                 panic("%s: %s #%ld mismatch %d != %d",
3524                                     "handle_written_inodeblock",
3525                                     "direct pointer", adp->ad_lbn,
3526                                     dp->di_db[adp->ad_lbn], adp->ad_oldblkno);
3527                         }
3528                         dp->di_db[adp->ad_lbn] = adp->ad_newblkno;
3529                 } else {
3530                         if (dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] != 0) {
3531                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3532                                 panic("%s: %s #%ld allocated as %d",
3533                                     "handle_written_inodeblock",
3534                                     "indirect pointer", adp->ad_lbn - NDADDR,
3535                                     dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR]);
3536                         }
3537                         dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] = adp->ad_newblkno;
3538                 }
3539                 adp->ad_state &= ~UNDONE;
3540                 adp->ad_state |= ATTACHED;
3541                 hadchanges = 1;
3542         }
3543         if (hadchanges && (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3544                 stat_direct_blk_ptrs++;
3545         /*
3546          * Reset the file size to its most up-to-date value.
3547          */
3548         if (inodedep->id_savedsize == -1) {
3549                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3550                 panic("handle_written_inodeblock: bad size");
3551         }
3552         if (dp->di_size != inodedep->id_savedsize) {
3553                 dp->di_size = inodedep->id_savedsize;
3554                 hadchanges = 1;
3555         }
3556         inodedep->id_savedsize = -1;
3557         /*
3558          * If there were any rollbacks in the inode block, then it must be
3559          * marked dirty so that its will eventually get written back in
3560          * its correct form.
3561          */
3562         if (hadchanges)
3563                 bdirty(bp);
3564         /*
3565          * Process any allocdirects that completed during the update.
3566          */
3567         if ((adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt)) != NULL)
3568                 handle_allocdirect_partdone(adp);
3569         /*
3570          * Process deallocations that were held pending until the
3571          * inode had been written to disk. Freeing of the inode
3572          * is delayed until after all blocks have been freed to
3573          * avoid creation of new <vfsid, inum, lbn> triples
3574          * before the old ones have been deleted.
3575          */
3576         filefree = NULL;
3577         while ((wk = LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait)) != NULL) {
3578                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3579                 switch (wk->wk_type) {
3580
3581                 case D_FREEFILE:
3582                         /*
3583                          * We defer adding filefree to the worklist until
3584                          * all other additions have been made to ensure
3585                          * that it will be done after all the old blocks
3586                          * have been freed.
3587                          */
3588                         if (filefree != NULL) {
3589                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3590                                 panic("handle_written_inodeblock: filefree");
3591                         }
3592                         filefree = wk;
3593                         continue;
3594
3595                 case D_MKDIR:
3596                         handle_written_mkdir(WK_MKDIR(wk), MKDIR_PARENT);
3597                         continue;
3598
3599                 case D_DIRADD:
3600                         diradd_inode_written(WK_DIRADD(wk), inodedep);
3601                         continue;
3602
3603                 case D_FREEBLKS:
3604                 case D_FREEFRAG:
3605                 case D_DIRREM:
3606                         add_to_worklist(wk);
3607                         continue;
3608
3609                 default:
3610                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3611                         panic("handle_written_inodeblock: Unknown type %s",
3612                             TYPENAME(wk->wk_type));
3613                         /* NOTREACHED */
3614                 }
3615         }
3616         if (filefree != NULL) {
3617                 if (free_inodedep(inodedep) == 0) {
3618                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3619                         panic("handle_written_inodeblock: live inodedep");
3620                 }
3621                 add_to_worklist(filefree);
3622                 return (0);
3623         }
3624
3625         /*
3626          * If no outstanding dependencies, free it.
3627          */
3628         if (free_inodedep(inodedep) || TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) == 0)
3629                 return (0);
3630         return (hadchanges);
3631 }
3632
3633 /*
3634  * Process a diradd entry after its dependent inode has been written.
3635  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
3636  */
3637 static void
3638 diradd_inode_written(dap, inodedep)
3639         struct diradd *dap;
3640         struct inodedep *inodedep;
3641 {
3642         struct pagedep *pagedep;
3643
3644         dap->da_state |= COMPLETE;
3645         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3646                 if (dap->da_state & DIRCHG)
3647                         pagedep = dap->da_previous->dm_pagedep;
3648                 else
3649                         pagedep = dap->da_pagedep;
3650                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3651                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
3652         }
3653         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_pendinghd, &dap->da_list);
3654 }
3655
3656 /*
3657  * Handle the completion of a mkdir dependency.
3658  */
3659 static void
3660 handle_written_mkdir(mkdir, type)
3661         struct mkdir *mkdir;
3662         int type;
3663 {
3664         struct diradd *dap;
3665         struct pagedep *pagedep;
3666
3667         if (mkdir->md_state != type) {
3668                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3669                 panic("handle_written_mkdir: bad type");
3670         }
3671         dap = mkdir->md_diradd;
3672         dap->da_state &= ~type;
3673         if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) == 0)
3674                 dap->da_state |= DEPCOMPLETE;
3675         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3676                 if (dap->da_state & DIRCHG)
3677                         pagedep = dap->da_previous->dm_pagedep;
3678                 else
3679                         pagedep = dap->da_pagedep;
3680                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3681                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
3682         }
3683         LIST_REMOVE(mkdir, md_mkdirs);
3684         WORKITEM_FREE(mkdir, D_MKDIR);
3685 }
3686
3687 /*
3688  * Called from within softdep_disk_write_complete above.
3689  * A write operation was just completed. Removed inodes can
3690  * now be freed and associated block pointers may be committed.
3691  * Note that this routine is always called from interrupt level
3692  * with further splbio interrupts blocked.
3693  */
3694 static int
3695 handle_written_filepage(pagedep, bp)
3696         struct pagedep *pagedep;
3697         struct buf *bp;         /* buffer containing the written page */
3698 {
3699         struct dirrem *dirrem;
3700         struct diradd *dap, *nextdap;
3701         struct direct *ep;
3702         int i, chgs;
3703
3704         if ((pagedep->pd_state & IOSTARTED) == 0) {
3705                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3706                 panic("handle_written_filepage: not started");
3707         }
3708         pagedep->pd_state &= ~IOSTARTED;
3709         /*
3710          * Process any directory removals that have been committed.
3711          */
3712         while ((dirrem = LIST_FIRST(&pagedep->pd_dirremhd)) != NULL) {
3713                 LIST_REMOVE(dirrem, dm_next);
3714                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
3715                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
3716         }
3717         /*
3718          * Free any directory additions that have been committed.
3719          */
3720         while ((dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd)) != NULL)
3721                 free_diradd(dap);
3722         /*
3723          * Uncommitted directory entries must be restored.
3724          */
3725         for (chgs = 0, i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
3726                 for (dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i]); dap;
3727                      dap = nextdap) {
3728                         nextdap = LIST_NEXT(dap, da_pdlist);
3729                         if (dap->da_state & ATTACHED) {
3730                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3731                                 panic("handle_written_filepage: attached");
3732                         }
3733                         ep = (struct direct *)
3734                             ((char *)bp->b_data + dap->da_offset);
3735                         ep->d_ino = dap->da_newinum;
3736                         dap->da_state &= ~UNDONE;
3737                         dap->da_state |= ATTACHED;
3738                         chgs = 1;
3739                         /*
3740                          * If the inode referenced by the directory has
3741                          * been written out, then the dependency can be
3742                          * moved to the pending list.
3743                          */
3744                         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3745                                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3746                                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap,
3747                                     da_pdlist);
3748                         }
3749                 }
3750         }
3751         /*
3752          * If there were any rollbacks in the directory, then it must be
3753          * marked dirty so that its will eventually get written back in
3754          * its correct form.
3755          */
3756         if (chgs) {
3757                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3758                         stat_dir_entry++;
3759                 bdirty(bp);
3760         }
3761         /*
3762          * If no dependencies remain, the pagedep will be freed.
3763          * Otherwise it will remain to update the page before it
3764          * is written back to disk.
3765          */
3766         if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd) == 0) {
3767                 for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
3768                         if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i]) != NULL)
3769                                 break;
3770                 if (i == DAHASHSZ) {
3771                         LIST_REMOVE(pagedep, pd_hash);
3772                         WORKITEM_FREE(pagedep, D_PAGEDEP);
3773                         return (0);
3774                 }
3775         }
3776         return (1);
3777 }
3778
3779 /*
3780  * Writing back in-core inode structures.
3781  *
3782  * The filesystem only accesses an inode's contents when it occupies an
3783  * "in-core" inode structure.  These "in-core" structures are separate from
3784  * the page frames used to cache inode blocks.  Only the latter are
3785  * transferred to/from the disk.  So, when the updated contents of the
3786  * "in-core" inode structure are copied to the corresponding in-memory inode
3787  * block, the dependencies are also transferred.  The following procedure is
3788  * called when copying a dirty "in-core" inode to a cached inode block.
3789  */
3790
3791 /*
3792  * Called when an inode is loaded from disk. If the effective link count
3793  * differed from the actual link count when it was last flushed, then we
3794  * need to ensure that the correct effective link count is put back.
3795  */
3796 void
3797 softdep_load_inodeblock(ip)
3798         struct inode *ip;       /* the "in_core" copy of the inode */
3799 {
3800         struct inodedep *inodedep;
3801
3802         /*
3803          * Check for alternate nlink count.
3804          */
3805         ip->i_effnlink = ip->i_nlink;
3806         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3807         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, 0, &inodedep) == 0) {
3808                 FREE_LOCK(&lk);
3809                 return;
3810         }
3811         ip->i_effnlink -= inodedep->id_nlinkdelta;
3812         FREE_LOCK(&lk);
3813 }
3814
3815 /*
3816  * This routine is called just before the "in-core" inode
3817  * information is to be copied to the in-memory inode block.
3818  * Recall that an inode block contains several inodes. If
3819  * the force flag is set, then the dependencies will be
3820  * cleared so that the update can always be made. Note that
3821  * the buffer is locked when this routine is called, so we
3822  * will never be in the middle of writing the inode block
3823  * to disk.
3824  */
3825 void
3826 softdep_update_inodeblock(ip, bp, waitfor)
3827         struct inode *ip;       /* the "in_core" copy of the inode */
3828         struct buf *bp;         /* the buffer containing the inode block */
3829         int waitfor;            /* nonzero => update must be allowed */
3830 {
3831         struct inodedep *inodedep;
3832         struct worklist *wk;
3833         int error, gotit;
3834
3835         /*
3836          * If the effective link count is not equal to the actual link
3837          * count, then we must track the difference in an inodedep while
3838          * the inode is (potentially) tossed out of the cache. Otherwise,
3839          * if there is no existing inodedep, then there are no dependencies
3840          * to track.
3841          */
3842         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3843         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, 0, &inodedep) == 0) {
3844                 FREE_LOCK(&lk);
3845                 if (ip->i_effnlink != ip->i_nlink)
3846                         panic("softdep_update_inodeblock: bad link count");
3847                 return;
3848         }
3849         if (inodedep->id_nlinkdelta != ip->i_nlink - ip->i_effnlink) {
3850                 FREE_LOCK(&lk);
3851                 panic("softdep_update_inodeblock: bad delta");
3852         }
3853         /*
3854          * Changes have been initiated. Anything depending on these
3855          * changes cannot occur until this inode has been written.
3856          */
3857         inodedep->id_state &= ~COMPLETE;
3858         if ((inodedep->id_state & ONWORKLIST) == 0)
3859                 WORKLIST_INSERT(&bp->b_dep, &inodedep->id_list);
3860         /*
3861          * Any new dependencies associated with the incore inode must
3862          * now be moved to the list associated with the buffer holding
3863          * the in-memory copy of the inode. Once merged process any
3864          * allocdirects that are completed by the merger.
3865          */
3866         merge_inode_lists(inodedep);
3867         if (TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL)
3868                 handle_allocdirect_partdone(TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt));
3869         /*
3870          * Now that the inode has been pushed into the buffer, the
3871          * operations dependent on the inode being written to disk
3872          * can be moved to the id_bufwait so that they will be
3873          * processed when the buffer I/O completes.
3874          */
3875         while ((wk = LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait)) != NULL) {
3876                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3877                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, wk);
3878         }
3879         /*
3880          * Newly allocated inodes cannot be written until the bitmap
3881          * that allocates them have been written (indicated by
3882          * DEPCOMPLETE being set in id_state). If we are doing a
3883          * forced sync (e.g., an fsync on a file), we force the bitmap
3884          * to be written so that the update can be done.
3885          */
3886         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) != 0 || waitfor == 0) {
3887                 FREE_LOCK(&lk);
3888                 return;
3889         }
3890         gotit = getdirtybuf(&inodedep->id_buf, MNT_WAIT);
3891         FREE_LOCK(&lk);
3892         if (gotit &&
3893             (error = VOP_BWRITE(inodedep->id_buf->b_vp, inodedep->id_buf)) != 0)
3894                 softdep_error("softdep_update_inodeblock: bwrite", error);
3895         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) == 0)
3896                 panic("softdep_update_inodeblock: update failed");
3897 }
3898
3899 /*
3900  * Merge the new inode dependency list (id_newinoupdt) into the old
3901  * inode dependency list (id_inoupdt). This routine must be called
3902  * with splbio interrupts blocked.
3903  */
3904 static void
3905 merge_inode_lists(inodedep)
3906         struct inodedep *inodedep;
3907 {
3908         struct allocdirect *listadp, *newadp;
3909
3910         newadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt);
3911         for (listadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); listadp && newadp;) {
3912                 if (listadp->ad_lbn < newadp->ad_lbn) {
3913                         listadp = TAILQ_NEXT(listadp, ad_next);
3914                         continue;
3915                 }
3916                 TAILQ_REMOVE(&inodedep->id_newinoupdt, newadp, ad_next);
3917                 TAILQ_INSERT_BEFORE(listadp, newadp, ad_next);
3918                 if (listadp->ad_lbn == newadp->ad_lbn) {
3919                         allocdirect_merge(&inodedep->id_inoupdt, newadp,
3920                             listadp);
3921                         listadp = newadp;
3922                 }
3923                 newadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt);
3924         }
3925         while ((newadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt)) != NULL) {
3926                 TAILQ_REMOVE(&inodedep->id_newinoupdt, newadp, ad_next);
3927                 TAILQ_INSERT_TAIL(&inodedep->id_inoupdt, newadp, ad_next);
3928         }
3929 }
3930
3931 /*
3932  * If we are doing an fsync, then we must ensure that any directory
3933  * entries for the inode have been written after the inode gets to disk.
3934  */
3935 static int
3936 softdep_fsync(vp)
3937         struct vnode *vp;       /* the "in_core" copy of the inode */
3938 {
3939         struct inodedep *inodedep;
3940         struct pagedep *pagedep;
3941         struct worklist *wk;
3942         struct diradd *dap;
3943         struct mount *mnt;
3944         struct vnode *pvp;
3945         struct inode *ip;
3946         struct buf *bp;
3947         struct fs *fs;
3948         struct thread *td = curthread;          /* XXX */
3949         int error, flushparent;
3950         ino_t parentino;
3951         ufs_lbn_t lbn;
3952
3953         ip = VTOI(vp);
3954         fs = ip->i_fs;
3955         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3956         if (inodedep_lookup(fs, ip->i_number, 0, &inodedep) == 0) {
3957                 FREE_LOCK(&lk);
3958                 return (0);
3959         }
3960         if (LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait) != NULL ||
3961             LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait) != NULL ||
3962             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL ||
3963             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt) != NULL) {
3964                 FREE_LOCK(&lk);
3965                 panic("softdep_fsync: pending ops");
3966         }
3967         for (error = 0, flushparent = 0; ; ) {
3968                 if ((wk = LIST_FIRST(&inodedep->id_pendinghd)) == NULL)
3969                         break;
3970                 if (wk->wk_type != D_DIRADD) {
3971                         FREE_LOCK(&lk);
3972                         panic("softdep_fsync: Unexpected type %s",
3973                             TYPENAME(wk->wk_type));
3974                 }
3975                 dap = WK_DIRADD(wk);
3976                 /*
3977                  * Flush our parent if this directory entry
3978                  * has a MKDIR_PARENT dependency.
3979                  */
3980                 if (dap->da_state & DIRCHG)
3981                         pagedep = dap->da_previous->dm_pagedep;
3982                 else
3983                         pagedep = dap->da_pagedep;
3984                 mnt = pagedep->pd_mnt;
3985                 parentino = pagedep->pd_ino;
3986                 lbn = pagedep->pd_lbn;
3987                 if ((dap->da_state & (MKDIR_BODY | COMPLETE)) != COMPLETE) {
3988                         FREE_LOCK(&lk);
3989                         panic("softdep_fsync: dirty");
3990                 }
3991                 flushparent = dap->da_state & MKDIR_PARENT;
3992                 /*
3993                  * If we are being fsync'ed as part of vgone'ing this vnode,
3994                  * then we will not be able to release and recover the
3995                  * vnode below, so we just have to give up on writing its
3996                  * directory entry out. It will eventually be written, just
3997                  * not now, but then the user was not asking to have it
3998                  * written, so we are not breaking any promises.
3999                  */
4000                 if (vp->v_flag & VRECLAIMED)
4001                         break;
4002                 /*
4003                  * We prevent deadlock by always fetching inodes from the
4004                  * root, moving down the directory tree. Thus, when fetching
4005                  * our parent directory, we must unlock ourselves before
4006                  * requesting the lock on our parent. See the comment in
4007                  * ufs_lookup for details on possible races.
4008                  */
4009                 FREE_LOCK(&lk);
4010                 VOP_UNLOCK(vp, 0, td);
4011                 error = VFS_VGET(mnt, parentino, &pvp);
4012                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY, td);
4013                 if (error != 0)
4014                         return (error);
4015                 if (flushparent) {
4016                         if ((error = UFS_UPDATE(pvp, 1)) != 0) {
4017                                 vput(pvp);
4018                                 return (error);
4019                         }
4020                 }
4021                 /*
4022                  * Flush directory page containing the inode's name.
4023                  */
4024                 error = bread(pvp, lbn, blksize(fs, VTOI(pvp), lbn), &bp);
4025                 if (error == 0)
4026                         error = VOP_BWRITE(bp->b_vp, bp);
4027                 vput(pvp);
4028                 if (error != 0)
4029                         return (error);
4030                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4031                 if (inodedep_lookup(fs, ip->i_number, 0, &inodedep) == 0)
4032                         break;
4033         }
4034         FREE_LOCK(&lk);
4035         return (0);
4036 }
4037
4038 /*
4039  * Flush all the dirty bitmaps associated with the block device
4040  * before flushing the rest of the dirty blocks so as to reduce
4041  * the number of dependencies that will have to be rolled back.
4042  */
4043 static int softdep_fsync_mountdev_bp(struct buf *bp, void *data);
4044
4045 void
4046 softdep_fsync_mountdev(vp)
4047         struct vnode *vp;
4048 {
4049         if (!vn_isdisk(vp, NULL))
4050                 panic("softdep_fsync_mountdev: vnode not a disk");
4051         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4052         RB_SCAN(buf_rb_tree, &vp->v_rbdirty_tree, NULL,
4053                 softdep_fsync_mountdev_bp, NULL);
4054         drain_output(vp, 1);
4055         FREE_LOCK(&lk);
4056 }
4057
4058 static int
4059 softdep_fsync_mountdev_bp(struct buf *bp, void *data)
4060 {
4061         struct worklist *wk;
4062
4063         /*
4064          * If it is already scheduled, skip to the next buffer.
4065          */
4066         if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT))
4067                 return(0);
4068         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
4069                 FREE_LOCK(&lk);
4070                 panic("softdep_fsync_mountdev: not dirty");
4071         }
4072         /*
4073          * We are only interested in bitmaps with outstanding
4074          * dependencies.
4075          */
4076         if ((wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) == NULL ||
4077             wk->wk_type != D_BMSAFEMAP ||
4078             (bp->b_xflags & BX_BKGRDINPROG)) {
4079                 BUF_UNLOCK(bp);
4080                 return(0);
4081         }
4082         bremfree(bp);
4083         FREE_LOCK(&lk);
4084         (void) bawrite(bp);
4085         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4086         return(0);
4087 }
4088
4089 /*
4090  * This routine is called when we are trying to synchronously flush a
4091  * file. This routine must eliminate any filesystem metadata dependencies
4092  * so that the syncing routine can succeed by pushing the dirty blocks
4093  * associated with the file. If any I/O errors occur, they are returned.
4094  */
4095 struct softdep_sync_metadata_info {
4096         struct vnode *vp;
4097         int waitfor;
4098 };
4099
4100 static int softdep_sync_metadata_bp(struct buf *bp, void *data);
4101
4102 int
4103 softdep_sync_metadata(struct vnode *vp, struct thread *td)
4104 {
4105         struct softdep_sync_metadata_info info;
4106         int error, waitfor;
4107
4108         /*
4109          * Check whether this vnode is involved in a filesystem
4110          * that is doing soft dependency processing.
4111          */
4112         if (!vn_isdisk(vp, NULL)) {
4113                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
4114                         return (0);
4115         } else
4116                 if (vp->v_rdev->si_mountpoint == NULL ||
4117                     (vp->v_rdev->si_mountpoint->mnt_flag & MNT_SOFTDEP) == 0)
4118                         return (0);
4119         /*
4120          * Ensure that any direct block dependencies have been cleared.
4121          */
4122         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4123         if ((error = flush_inodedep_deps(VTOI(vp)->i_fs, VTOI(vp)->i_number))) {
4124                 FREE_LOCK(&lk);
4125                 return (error);
4126         }
4127         /*
4128          * For most files, the only metadata dependencies are the
4129          * cylinder group maps that allocate their inode or blocks.
4130          * The block allocation dependencies can be found by traversing
4131          * the dependency lists for any buffers that remain on their
4132          * dirty buffer list. The inode allocation dependency will
4133          * be resolved when the inode is updated with MNT_WAIT.
4134          * This work is done in two passes. The first pass grabs most
4135          * of the buffers and begins asynchronously writing them. The
4136          * only way to wait for these asynchronous writes is to sleep
4137          * on the filesystem vnode which may stay busy for a long time
4138          * if the filesystem is active. So, instead, we make a second
4139          * pass over the dependencies blocking on each write. In the
4140          * usual case we will be blocking against a write that we
4141          * initiated, so when it is done the dependency will have been
4142          * resolved. Thus the second pass is expected to end quickly.
4143          */
4144         waitfor = MNT_NOWAIT;
4145 top:
4146         /*
4147          * We must wait for any I/O in progress to finish so that
4148          * all potential buffers on the dirty list will be visible.
4149          */
4150         drain_output(vp, 1);
4151         info.vp = vp;
4152         info.waitfor = waitfor;
4153         error = RB_SCAN(buf_rb_tree, &vp->v_rbdirty_tree, NULL,
4154                         softdep_sync_metadata_bp, &info);
4155         if (error < 0) {
4156                 FREE_LOCK(&lk);
4157                 return(-error); /* error code */
4158         }
4159
4160         /*
4161          * The brief unlock is to allow any pent up dependency
4162          * processing to be done.  Then proceed with the second pass.
4163          */
4164         if (waitfor == MNT_NOWAIT) {
4165                 waitfor = MNT_WAIT;
4166                 FREE_LOCK(&lk);
4167                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4168                 goto top;
4169         }
4170
4171         /*
4172          * If we have managed to get rid of all the dirty buffers,
4173          * then we are done. For certain directories and block
4174          * devices, we may need to do further work.
4175          *
4176          * We must wait for any I/O in progress to finish so that
4177          * all potential buffers on the dirty list will be visible.
4178          */
4179         drain_output(vp, 1);
4180         if (RB_EMPTY(&vp->v_rbdirty_tree)) {
4181                 FREE_LOCK(&lk);
4182                 return (0);
4183         }
4184
4185         FREE_LOCK(&lk);
4186         /*
4187          * If we are trying to sync a block device, some of its buffers may
4188          * contain metadata that cannot be written until the contents of some
4189          * partially written files have been written to disk. The only easy
4190          * way to accomplish this is to sync the entire filesystem (luckily
4191          * this happens rarely).
4192          */
4193         if (vn_isdisk(vp, NULL) &&
4194             vp->v_rdev &&
4195             vp->v_rdev->si_mountpoint && !VOP_ISLOCKED(vp, NULL) &&
4196             (error = VFS_SYNC(vp->v_rdev->si_mountpoint, MNT_WAIT, td)) != 0)
4197                 return (error);
4198         return (0);
4199 }
4200
4201 static int
4202 softdep_sync_metadata_bp(struct buf *bp, void *data)
4203 {
4204         struct softdep_sync_metadata_info *info = data;
4205         struct pagedep *pagedep;
4206         struct allocdirect *adp;
4207         struct allocindir *aip;
4208         struct worklist *wk;
4209         struct buf *nbp;
4210         int error;
4211         int i;
4212
4213         if (getdirtybuf(&bp, MNT_WAIT) == 0)
4214                 return (0);
4215
4216         /*
4217          * As we hold the buffer locked, none of its dependencies
4218          * will disappear.
4219          */
4220         LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
4221                 switch (wk->wk_type) {
4222
4223                 case D_ALLOCDIRECT:
4224                         adp = WK_ALLOCDIRECT(wk);
4225                         if (adp->ad_state & DEPCOMPLETE)
4226                                 break;
4227                         nbp = adp->ad_buf;
4228                         if (getdirtybuf(&nbp, info->waitfor) == 0)
4229                                 break;
4230                         FREE_LOCK(&lk);
4231                         if (info->waitfor == MNT_NOWAIT) {
4232                                 bawrite(nbp);
4233                         } else if ((error = VOP_BWRITE(nbp->b_vp, nbp)) != 0) {
4234                                 bawrite(bp);
4235                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4236                                 return (-error);
4237                         }
4238                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4239                         break;
4240
4241                 case D_ALLOCINDIR:
4242                         aip = WK_ALLOCINDIR(wk);
4243                         if (aip->ai_state & DEPCOMPLETE)
4244                                 break;
4245                         nbp = aip->ai_buf;
4246                         if (getdirtybuf(&nbp, info->waitfor) == 0)
4247                                 break;
4248                         FREE_LOCK(&lk);
4249                         if (info->waitfor == MNT_NOWAIT) {
4250                                 bawrite(nbp);
4251                         } else if ((error = VOP_BWRITE(nbp->b_vp, nbp)) != 0) {
4252                                 bawrite(bp);
4253                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4254                                 return (-error);
4255                         }
4256                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4257                         break;
4258
4259                 case D_INDIRDEP:
4260                 restart:
4261
4262                         LIST_FOREACH(aip, &WK_INDIRDEP(wk)->ir_deplisthd, ai_next) {
4263                                 if (aip->ai_state & DEPCOMPLETE)
4264                                         continue;
4265                                 nbp = aip->ai_buf;
4266                                 if (getdirtybuf(&nbp, MNT_WAIT) == 0)
4267                                         goto restart;
4268                                 FREE_LOCK(&lk);
4269                                 if ((error = VOP_BWRITE(nbp->b_vp, nbp)) != 0) {
4270                                         bawrite(bp);
4271                                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4272                                         return (-error);
4273                                 }
4274                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4275                                 goto restart;
4276                         }
4277                         break;
4278
4279                 case D_INODEDEP:
4280                         if ((error = flush_inodedep_deps(WK_INODEDEP(wk)->id_fs,
4281                             WK_INODEDEP(wk)->id_ino)) != 0) {
4282                                 FREE_LOCK(&lk);
4283                                 bawrite(bp);
4284                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4285                                 return (-error);
4286                         }
4287                         break;
4288
4289                 case D_PAGEDEP:
4290                         /*
4291                          * We are trying to sync a directory that may
4292                          * have dependencies on both its own metadata
4293                          * and/or dependencies on the inodes of any
4294                          * recently allocated files. We walk its diradd
4295                          * lists pushing out the associated inode.
4296                          */
4297                         pagedep = WK_PAGEDEP(wk);
4298                         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
4299                                 if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i]) == 0)
4300                                         continue;
4301                                 if ((error =
4302                                     flush_pagedep_deps(info->vp,
4303                                                 pagedep->pd_mnt,
4304                                                 &pagedep->pd_diraddhd[i]))) {
4305                                         FREE_LOCK(&lk);
4306                                         bawrite(bp);
4307                                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4308                                         return (-error);
4309                                 }
4310                         }
4311                         break;
4312
4313                 case D_MKDIR:
4314                         /*
4315                          * This case should never happen if the vnode has
4316                          * been properly sync'ed. However, if this function
4317                          * is used at a place where the vnode has not yet
4318                          * been sync'ed, this dependency can show up. So,
4319                          * rather than panic, just flush it.
4320                          */
4321                         nbp = WK_MKDIR(wk)->md_buf;
4322                         if (getdirtybuf(&nbp, info->waitfor) == 0)
4323                                 break;
4324                         FREE_LOCK(&lk);
4325                         if (info->waitfor == MNT_NOWAIT) {
4326                                 bawrite(nbp);
4327                         } else if ((error = VOP_BWRITE(nbp->b_vp, nbp)) != 0) {
4328                                 bawrite(bp);
4329                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4330                                 return (-error);
4331                         }
4332                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4333                         break;
4334
4335                 case D_BMSAFEMAP:
4336                         /*
4337                          * This case should never happen if the vnode has
4338                          * been properly sync'ed. However, if this function
4339                          * is used at a place where the vnode has not yet
4340                          * been sync'ed, this dependency can show up. So,
4341                          * rather than panic, just flush it.
4342                          */
4343                         nbp = WK_BMSAFEMAP(wk)->sm_buf;
4344                         if (getdirtybuf(&nbp, info->waitfor) == 0)
4345                                 break;
4346                         FREE_LOCK(&lk);
4347                         if (info->waitfor == MNT_NOWAIT) {
4348                                 bawrite(nbp);
4349                         } else if ((error = VOP_BWRITE(nbp->b_vp, nbp)) != 0) {
4350                                 bawrite(bp);
4351                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4352                                 return (-error);
4353                         }
4354                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4355                         break;
4356
4357                 default:
4358                         FREE_LOCK(&lk);
4359                         panic("softdep_sync_metadata: Unknown type %s",
4360                             TYPENAME(wk->wk_type));
4361                         /* NOTREACHED */
4362                 }
4363         }
4364         FREE_LOCK(&lk);
4365         bawrite(bp);
4366         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4367         return(0);
4368 }
4369
4370 /*
4371  * Flush the dependencies associated with an inodedep.
4372  * Called with splbio blocked.
4373  */
4374 static int
4375 flush_inodedep_deps(fs, ino)
4376         struct fs *fs;
4377         ino_t ino;
4378 {
4379         struct inodedep *inodedep;
4380         struct allocdirect *adp;
4381         int error, waitfor;
4382         struct buf *bp;
4383
4384         /*
4385          * This work is done in two passes. The first pass grabs most
4386          * of the buffers and begins asynchronously writing them. The
4387          * only way to wait for these asynchronous writes is to sleep
4388          * on the filesystem vnode which may stay busy for a long time
4389          * if the filesystem is active. So, instead, we make a second
4390          * pass over the dependencies blocking on each write. In the
4391          * usual case we will be blocking against a write that we
4392          * initiated, so when it is done the dependency will have been
4393          * resolved. Thus the second pass is expected to end quickly.
4394          * We give a brief window at the top of the loop to allow
4395          * any pending I/O to complete.
4396          */
4397         for (waitfor = MNT_NOWAIT; ; ) {
4398                 FREE_LOCK(&lk);
4399                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4400                 if (inodedep_lookup(fs, ino, 0, &inodedep) == 0)
4401                         return (0);
4402                 TAILQ_FOREACH(adp, &inodedep->id_inoupdt, ad_next) {
4403                         if (adp->ad_state & DEPCOMPLETE)
4404                                 continue;
4405                         bp = adp->ad_buf;
4406                         if (getdirtybuf(&bp, waitfor) == 0) {
4407                                 if (waitfor == MNT_NOWAIT)
4408                                         continue;
4409                                 break;
4410                         }
4411                         FREE_LOCK(&lk);
4412                         if (waitfor == MNT_NOWAIT) {
4413                                 bawrite(bp);
4414                         } else if ((error = VOP_BWRITE(bp->b_vp, bp)) != 0) {
4415                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4416                                 return (error);
4417                         }
4418                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4419                         break;
4420                 }
4421                 if (adp != NULL)
4422                         continue;
4423                 TAILQ_FOREACH(adp, &inodedep->id_newinoupdt, ad_next) {
4424                         if (adp->ad_state & DEPCOMPLETE)
4425                                 continue;
4426                         bp = adp->ad_buf;
4427                         if (getdirtybuf(&bp, waitfor) == 0) {
4428                                 if (waitfor == MNT_NOWAIT)
4429                                         continue;
4430                                 break;
4431                         }
4432                         FREE_LOCK(&lk);
4433                         if (waitfor == MNT_NOWAIT) {
4434                                 bawrite(bp);
4435                         } else if ((error = VOP_BWRITE(bp->b_vp, bp)) != 0) {
4436                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4437                                 return (error);
4438                         }
4439                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4440                         break;
4441                 }
4442                 if (adp != NULL)
4443                         continue;
4444                 /*
4445                  * If pass2, we are done, otherwise do pass 2.
4446                  */
4447                 if (waitfor == MNT_WAIT)
4448                         break;
4449                 waitfor = MNT_WAIT;
4450         }
4451         /*
4452          * Try freeing inodedep in case all dependencies have been removed.
4453          */
4454         if (inodedep_lookup(fs, ino, 0, &inodedep) != 0)
4455                 (void) free_inodedep(inodedep);
4456         return (0);
4457 }
4458
4459 /*
4460  * Eliminate a pagedep dependency by flushing out all its diradd dependencies.
4461  * Called with splbio blocked.
4462  */
4463 static int
4464 flush_pagedep_deps(pvp, mp, diraddhdp)
4465         struct vnode *pvp;
4466         struct mount *mp;
4467         struct diraddhd *diraddhdp;
4468 {
4469         struct thread *td = curthread;          /* XXX */
4470         struct inodedep *inodedep;
4471         struct ufsmount *ump;
4472         struct diradd *dap;
4473         struct vnode *vp;
4474         int gotit, error = 0;
4475         struct buf *bp;
4476         ino_t inum;
4477
4478         ump = VFSTOUFS(mp);
4479         while ((dap = LIST_FIRST(diraddhdp)) != NULL) {
4480                 /*
4481                  * Flush ourselves if this directory entry
4482                  * has a MKDIR_PARENT dependency.
4483                  */
4484                 if (dap->da_state & MKDIR_PARENT) {
4485                         FREE_LOCK(&lk);
4486                         if ((error = UFS_UPDATE(pvp, 1)) != 0)
4487                                 break;
4488                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4489                         /*
4490                          * If that cleared dependencies, go on to next.
4491                          */
4492                         if (dap != LIST_FIRST(diraddhdp))
4493                                 continue;
4494                         if (dap->da_state & MKDIR_PARENT) {
4495                                 FREE_LOCK(&lk);
4496                                 panic("flush_pagedep_deps: MKDIR_PARENT");
4497                         }
4498                 }
4499                 /*
4500                  * A newly allocated directory must have its "." and
4501                  * ".." entries written out before its name can be
4502                  * committed in its parent. We do not want or need
4503                  * the full semantics of a synchronous VOP_FSYNC as
4504                  * that may end up here again, once for each directory
4505                  * level in the filesystem. Instead, we push the blocks
4506                  * and wait for them to clear. We have to fsync twice
4507                  * because the first call may choose to defer blocks
4508                  * that still have dependencies, but deferral will
4509                  * happen at most once.
4510                  */
4511                 inum = dap->da_newinum;
4512                 if (dap->da_state & MKDIR_BODY) {
4513                         FREE_LOCK(&lk);
4514                         if ((error = VFS_VGET(mp, inum, &vp)) != 0)
4515                                 break;
4516                         if ((error=VOP_FSYNC(vp, MNT_NOWAIT, td)) ||
4517                             (error=VOP_FSYNC(vp, MNT_NOWAIT, td))) {
4518                                 vput(vp);
4519                                 break;
4520                         }
4521                         drain_output(vp, 0);
4522                         vput(vp);
4523                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4524                         /*
4525                          * If that cleared dependencies, go on to next.
4526                          */
4527                         if (dap != LIST_FIRST(diraddhdp))
4528                                 continue;
4529                         if (dap->da_state & MKDIR_BODY) {
4530                                 FREE_LOCK(&lk);
4531                                 panic("flush_pagedep_deps: MKDIR_BODY");
4532                         }
4533                 }
4534                 /*
4535                  * Flush the inode on which the directory entry depends.
4536                  * Having accounted for MKDIR_PARENT and MKDIR_BODY above,
4537                  * the only remaining dependency is that the updated inode
4538                  * count must get pushed to disk. The inode has already
4539                  * been pushed into its inode buffer (via VOP_UPDATE) at
4540                  * the time of the reference count change. So we need only
4541                  * locate that buffer, ensure that there will be no rollback
4542                  * caused by a bitmap dependency, then write the inode buffer.
4543                  */
4544                 if (inodedep_lookup(ump->um_fs, inum, 0, &inodedep) == 0) {
4545                         FREE_LOCK(&lk);
4546                         panic("flush_pagedep_deps: lost inode");
4547                 }
4548                 /*
4549                  * If the inode still has bitmap dependencies,
4550                  * push them to disk.
4551                  */
4552                 if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) == 0) {
4553                         gotit = getdirtybuf(&inodedep->id_buf, MNT_WAIT);
4554                         FREE_LOCK(&lk);
4555                         if (gotit &&
4556                             (error = VOP_BWRITE(inodedep->id_buf->b_vp,
4557                              inodedep->id_buf)) != 0)
4558                                 break;
4559                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4560                         if (dap != LIST_FIRST(diraddhdp))
4561                                 continue;
4562                 }
4563                 /*
4564                  * If the inode is still sitting in a buffer waiting
4565                  * to be written, push it to disk.
4566                  */
4567                 FREE_LOCK(&lk);
4568                 if ((error = bread(ump->um_devvp,
4569                     fsbtodb(ump->um_fs, ino_to_fsba(ump->um_fs, inum)),
4570                     (int)ump->um_fs->fs_bsize, &bp)) != 0)
4571                         break;
4572                 if ((error = VOP_BWRITE(bp->b_vp, bp)) != 0)
4573                         break;
4574                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4575                 /*
4576                  * If we have failed to get rid of all the dependencies
4577                  * then something is seriously wrong.
4578                  */
4579                 if (dap == LIST_FIRST(diraddhdp)) {
4580                         FREE_LOCK(&lk);
4581                         panic("flush_pagedep_deps: flush failed");
4582                 }
4583         }
4584         if (error)
4585                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4586         return (error);
4587 }
4588
4589 /*
4590  * A large burst of file addition or deletion activity can drive the
4591  * memory load excessively high. First attempt to slow things down
4592  * using the techniques below. If that fails, this routine requests
4593  * the offending operations to fall back to running synchronously
4594  * until the memory load returns to a reasonable level.
4595  */
4596 int
4597 softdep_slowdown(vp)
4598         struct vnode *vp;
4599 {
4600         int max_softdeps_hard;
4601
4602         max_softdeps_hard = max_softdeps * 11 / 10;
4603         if (num_dirrem < max_softdeps_hard / 2 &&
4604             num_inodedep < max_softdeps_hard)
4605                 return (0);
4606         stat_sync_limit_hit += 1;
4607         return (1);
4608 }
4609
4610 /*
4611  * If memory utilization has gotten too high, deliberately slow things
4612  * down and speed up the I/O processing.
4613  */
4614 static int
4615 request_cleanup(resource, islocked)
4616         int resource;
4617         int islocked;
4618 {
4619         struct thread *td = curthread;          /* XXX */
4620         int s;
4621
4622         /*
4623          * We never hold up the filesystem syncer process.
4624          */
4625         if (td == filesys_syncer)
4626                 return (0);
4627         /*
4628          * First check to see if the work list has gotten backlogged.
4629          * If it has, co-opt this process to help clean up two entries.
4630          * Because this process may hold inodes locked, we cannot
4631          * handle any remove requests that might block on a locked
4632          * inode as that could lead to deadlock.
4633          */
4634         if (num_on_worklist > max_softdeps / 10) {
4635                 if (islocked)
4636                         FREE_LOCK(&lk);
4637                 process_worklist_item(NULL, LK_NOWAIT);
4638                 process_worklist_item(NULL, LK_NOWAIT);
4639                 stat_worklist_push += 2;
4640                 if (islocked)
4641                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4642                 return(1);
4643         }
4644
4645         /*
4646          * If we are resource constrained on inode dependencies, try
4647          * flushing some dirty inodes. Otherwise, we are constrained
4648          * by file deletions, so try accelerating flushes of directories
4649          * with removal dependencies. We would like to do the cleanup
4650          * here, but we probably hold an inode locked at this point and
4651          * that might deadlock against one that we try to clean. So,
4652          * the best that we can do is request the syncer daemon to do
4653          * the cleanup for us.
4654          */
4655         switch (resource) {
4656
4657         case FLUSH_INODES:
4658                 stat_ino_limit_push += 1;
4659                 req_clear_inodedeps += 1;
4660                 stat_countp = &stat_ino_limit_hit;
4661                 break;
4662
4663         case FLUSH_REMOVE:
4664                 stat_blk_limit_push += 1;
4665                 req_clear_remove += 1;
4666                 stat_countp = &stat_blk_limit_hit;
4667                 break;
4668
4669         default:
4670                 if (islocked)
4671                         FREE_LOCK(&lk);
4672                 panic("request_cleanup: unknown type");
4673         }
4674         /*
4675          * Hopefully the syncer daemon will catch up and awaken us.
4676          * We wait at most tickdelay before proceeding in any case.
4677          */
4678         if (islocked == 0)
4679                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4680         s = splsoftclock();
4681         proc_waiting += 1;
4682         if (!callout_active(&handle))
4683                 callout_reset(&handle, tickdelay > 2 ? tickdelay : 2,
4684                               pause_timer, NULL);
4685         interlocked_sleep(&lk, SLEEP, (caddr_t)&proc_waiting, 0,
4686             "softupdate", 0);
4687         proc_waiting -= 1;
4688         splx(s);
4689         if (islocked == 0)
4690                 FREE_LOCK(&lk);
4691         return (1);
4692 }
4693
4694 /*
4695  * Awaken processes pausing in request_cleanup and clear proc_waiting
4696  * to indicate that there is no longer a timer running.
4697  */
4698 void
4699 pause_timer(arg)
4700         void *arg;
4701 {
4702         *stat_countp += 1;
4703         wakeup_one(&proc_waiting);
4704         if (proc_waiting > 0)
4705                 callout_reset(&handle, tickdelay > 2 ? tickdelay : 2,
4706                               pause_timer, NULL);
4707         else
4708                 callout_deactivate(&handle);
4709 }
4710
4711 /*
4712  * Flush out a directory with at least one removal dependency in an effort to
4713  * reduce the number of dirrem, freefile, and freeblks dependency structures.
4714  */
4715 static void
4716 clear_remove(struct thread *td)
4717 {
4718         struct pagedep_hashhead *pagedephd;
4719         struct pagedep *pagedep;
4720         static int next = 0;
4721         struct mount *mp;
4722         struct vnode *vp;
4723         int error, cnt;
4724         ino_t ino;
4725
4726         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4727         for (cnt = 0; cnt < pagedep_hash; cnt++) {
4728                 pagedephd = &pagedep_hashtbl[next++];
4729                 if (next >= pagedep_hash)
4730                         next = 0;
4731                 LIST_FOREACH(pagedep, pagedephd, pd_hash) {
4732                         if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_dirremhd) == NULL)
4733                                 continue;
4734                         mp = pagedep->pd_mnt;
4735                         ino = pagedep->pd_ino;
4736                         FREE_LOCK(&lk);
4737                         if ((error = VFS_VGET(mp, ino, &vp)) != 0) {
4738                                 softdep_error("clear_remove: vget", error);
4739                                 return;
4740                         }
4741                         if ((error = VOP_FSYNC(vp, MNT_NOWAIT, td)))
4742                                 softdep_error("clear_remove: fsync", error);
4743                         drain_output(vp, 0);
4744                         vput(vp);
4745                         return;
4746                 }
4747         }
4748         FREE_LOCK(&lk);
4749 }
4750
4751 /*
4752  * Clear out a block of dirty inodes in an effort to reduce
4753  * the number of inodedep dependency structures.
4754  */
4755 static void
4756 clear_inodedeps(struct thread *td)
4757 {
4758         struct inodedep_hashhead *inodedephd;
4759         struct inodedep *inodedep;
4760         static int next = 0;
4761         struct mount *mp;
4762         struct vnode *vp;
4763         struct fs *fs;
4764         int error, cnt;
4765         ino_t firstino, lastino, ino;
4766
4767         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4768         /*
4769          * Pick a random inode dependency to be cleared.
4770          * We will then gather up all the inodes in its block
4771          * that have dependencies and flush them out.
4772          */
4773         for (cnt = 0; cnt < inodedep_hash; cnt++) {
4774                 inodedephd = &inodedep_hashtbl[next++];
4775                 if (next >= inodedep_hash)
4776                         next = 0;
4777                 if ((inodedep = LIST_FIRST(inodedephd)) != NULL)
4778                         break;
4779         }
4780         if (inodedep == NULL)
4781                 return;
4782         /*
4783          * Ugly code to find mount point given pointer to superblock.
4784          */
4785         fs = inodedep->id_fs;
4786         TAILQ_FOREACH(mp, &mountlist, mnt_list)
4787                 if ((mp->mnt_flag & MNT_SOFTDEP) && fs == VFSTOUFS(mp)->um_fs)
4788                         break;
4789         /*
4790          * Find the last inode in the block with dependencies.
4791          */
4792         firstino = inodedep->id_ino & ~(INOPB(fs) - 1);
4793         for (lastino = firstino + INOPB(fs) - 1; lastino > firstino; lastino--)
4794                 if (inodedep_lookup(fs, lastino, 0, &inodedep) != 0)
4795                         break;
4796         /*
4797          * Asynchronously push all but the last inode with dependencies.
4798          * Synchronously push the last inode with dependencies to ensure
4799          * that the inode block gets written to free up the inodedeps.
4800          */
4801         for (ino = firstino; ino <= lastino; ino++) {
4802                 if (inodedep_lookup(fs, ino, 0, &inodedep) == 0)
4803                         continue;
4804                 FREE_LOCK(&lk);
4805                 if ((error = VFS_VGET(mp, ino, &vp)) != 0) {
4806                         softdep_error("clear_inodedeps: vget", error);
4807                         return;
4808                 }
4809                 if (ino == lastino) {
4810                         if ((error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td)))
4811                                 softdep_error("clear_inodedeps: fsync1", error);
4812                 } else {
4813                         if ((error = VOP_FSYNC(vp, MNT_NOWAIT, td)))
4814                                 softdep_error("clear_inodedeps: fsync2", error);
4815                         drain_output(vp, 0);
4816                 }
4817                 vput(vp);
4818                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4819         }
4820         FREE_LOCK(&lk);
4821 }
4822
4823 /*
4824  * Function to determine if the buffer has outstanding dependencies
4825  * that will cause a roll-back if the buffer is written. If wantcount
4826  * is set, return number of dependencies, otherwise just yes or no.
4827  */
4828 static int
4829 softdep_count_dependencies(bp, wantcount)
4830         struct buf *bp;
4831         int wantcount;
4832 {
4833         struct worklist *wk;
4834         struct inodedep *inodedep;
4835         struct indirdep *indirdep;
4836         struct allocindir *aip;
4837         struct pagedep *pagedep;
4838         struct diradd *dap;
4839         int i, retval;
4840
4841         retval = 0;
4842         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4843         LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
4844                 switch (wk->wk_type) {
4845
4846                 case D_INODEDEP:
4847                         inodedep = WK_INODEDEP(wk);
4848                         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) == 0) {
4849                                 /* bitmap allocation dependency */
4850                                 retval += 1;
4851                                 if (!wantcount)
4852                                         goto out;
4853                         }
4854                         if (TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt)) {
4855                                 /* direct block pointer dependency */
4856                                 retval += 1;
4857                                 if (!wantcount)
4858                                         goto out;
4859                         }
4860                         continue;
4861
4862                 case D_INDIRDEP:
4863                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
4864
4865                         LIST_FOREACH(aip, &indirdep->ir_deplisthd, ai_next) {
4866                                 /* indirect block pointer dependency */
4867                                 retval += 1;
4868                                 if (!wantcount)
4869                                         goto out;
4870                         }
4871                         continue;
4872
4873                 case D_PAGEDEP:
4874                         pagedep = WK_PAGEDEP(wk);
4875                         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
4876
4877                                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[i], da_pdlist) {
4878                                         /* directory entry dependency */
4879                                         retval += 1;
4880                                         if (!wantcount)
4881                                                 goto out;
4882                                 }
4883                         }
4884                         continue;
4885
4886                 case D_BMSAFEMAP:
4887                 case D_ALLOCDIRECT:
4888                 case D_ALLOCINDIR:
4889                 case D_MKDIR:
4890                         /* never a dependency on these blocks */
4891                         continue;
4892
4893                 default:
4894                         FREE_LOCK(&lk);
4895                         panic("softdep_check_for_rollback: Unexpected type %s",
4896                             TYPENAME(wk->wk_type));
4897                         /* NOTREACHED */
4898                 }
4899         }
4900 out:
4901         FREE_LOCK(&lk);
4902         return retval;
4903 }
4904
4905 /*
4906  * Acquire exclusive access to a buffer.
4907  * Must be called with splbio blocked.
4908  * Return 1 if buffer was acquired.
4909  */
4910 static int
4911 getdirtybuf(bpp, waitfor)
4912         struct buf **bpp;
4913         int waitfor;
4914 {
4915         struct buf *bp;
4916         int error;
4917
4918         for (;;) {
4919                 if ((bp = *bpp) == NULL)
4920                         return (0);
4921                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) == 0) {
4922                         if ((bp->b_xflags & BX_BKGRDINPROG) == 0)
4923                                 break;
4924                         BUF_UNLOCK(bp);
4925                         if (waitfor != MNT_WAIT)
4926                                 return (0);
4927                         bp->b_xflags |= BX_BKGRDWAIT;
4928                         interlocked_sleep(&lk, SLEEP, &bp->b_xflags, 0,
4929                             "getbuf", 0);
4930                         continue;
4931                 }
4932                 if (waitfor != MNT_WAIT)
4933                         return (0);
4934                 error = interlocked_sleep(&lk, LOCKBUF, bp,
4935                     LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL, 0, 0);
4936                 if (error != ENOLCK) {
4937                         FREE_LOCK(&lk);
4938                         panic("getdirtybuf: inconsistent lock");
4939                 }
4940         }
4941         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
4942                 BUF_UNLOCK(bp);
4943                 return (0);
4944         }
4945         bremfree(bp);
4946         return (1);
4947 }
4948
4949 /*
4950  * Wait for pending output on a vnode to complete.
4951  * Must be called with vnode locked.
4952  */
4953 static void
4954 drain_output(vp, islocked)
4955         struct vnode *vp;
4956         int islocked;
4957 {
4958
4959         if (!islocked)
4960                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4961         while (vp->v_numoutput) {
4962                 vp->v_flag |= VBWAIT;
4963                 interlocked_sleep(&lk, SLEEP, (caddr_t)&vp->v_numoutput,
4964                     0, "drainvp", 0);
4965         }
4966         if (!islocked)
4967                 FREE_LOCK(&lk);
4968 }
4969
4970 /*
4971  * Called whenever a buffer that is being invalidated or reallocated
4972  * contains dependencies. This should only happen if an I/O error has
4973  * occurred. The routine is called with the buffer locked.
4974  */
4975 static void
4976 softdep_deallocate_dependencies(bp)
4977         struct buf *bp;
4978 {
4979
4980         if ((bp->b_flags & B_ERROR) == 0)
4981                 panic("softdep_deallocate_dependencies: dangling deps");
4982         softdep_error(bp->b_vp->v_mount->mnt_stat.f_mntfromname, bp->b_error);
4983         panic("softdep_deallocate_dependencies: unrecovered I/O error");
4984 }
4985
4986 /*
4987  * Function to handle asynchronous write errors in the filesystem.
4988  */
4989 void
4990 softdep_error(func, error)
4991         char *func;
4992         int error;
4993 {
4994
4995         /* XXX should do something better! */
4996         printf("%s: got error %d while accessing filesystem\n", func, error);
4997 }