sys/vfs/gnu/ext2fs/ext2_alloc.c

   1 /*
   2  *  modified for Lites 1.1
   3  *
   4  *  Aug 1995, Godmar Back (gback@cs.utah.edu)
   5  *  University of Utah, Department of Computer Science
   6  */
   7 /*
   8  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
   9  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  *      @(#)ext2_alloc.c        8.8 (Berkeley) 2/21/94
  40  * $FreeBSD: src/sys/gnu/ext2fs/ext2_alloc.c,v 1.28.2.2 2002/07/01 00:18:51 iedowse Exp $
  41  * $DragonFly: src/sys/vfs/gnu/ext2fs/ext2_alloc.c,v 1.13 2006/12/23 00:41:29 swildner Exp $
  42  */
  43
  44 #include "opt_quota.h"
  45
  46 #include <sys/param.h>
  47 #include <sys/systm.h>
  48 #include <sys/conf.h>
  49 #include <sys/vnode.h>
  50 #include <sys/stat.h>
  51 #include <sys/mount.h>
  52 #include <sys/syslog.h>
  53
  54 #include <machine/inttypes.h>
  55
  56 #include "quota.h"
  57 #include "inode.h"
  58 #include "ext2mount.h"
  59
  60 #include "ext2_fs.h"
  61 #include "ext2_fs_sb.h"
  62 #include "fs.h"
  63 #include "ext2_extern.h"
  64
  65 static void     ext2_fserr (struct ext2_sb_info *, u_int, char *);
  66
  67 /*
  68  * Linux calls this functions at the following locations:
  69  * (1) the inode is freed
  70  * (2) a preallocation miss occurs
  71  * (3) truncate is called
  72  * (4) release_file is called and f_mode & 2
  73  *
  74  * I call it in ext2_inactive, ext2_truncate, ext2_vfree and in (2)
  75  * the call in vfree might be redundant
  76  */
  77 void
  78 ext2_discard_prealloc(struct inode *ip)
  79 {
  80 #ifdef EXT2_PREALLOCATE
  81         if (ip->i_prealloc_count) {
  82                 int i = ip->i_prealloc_count;
  83                 ip->i_prealloc_count = 0;
  84                 ext2_free_blocks (ITOV(ip)->v_mount,
  85                                   ip->i_prealloc_block,
  86                                   i);
  87         }
  88 #endif
  89 }
  90
  91 /*
  92  * Allocate a block in the file system.
  93  *
  94  * this takes the framework from ffs_alloc. To implement the
  95  * actual allocation, it calls ext2_new_block, the ported version
  96  * of the same Linux routine.
  97  *
  98  * we note that this is always called in connection with ext2_blkpref
  99  *
 100  * preallocation is done as Linux does it
 101  */
 102 int
 103 ext2_alloc(struct inode *ip, daddr_t lbn, daddr_t bpref, int size,
 104            struct ucred *cred, daddr_t *bnp)
 105 {
 106         struct ext2_sb_info *fs;
 107         daddr_t bno;
 108 #if QUOTA
 109         int error;
 110 #endif
 111
 112         *bnp = 0;
 113         fs = ip->i_e2fs;
 114 #if DIAGNOSTIC
 115         if ((u_int)size > fs->s_blocksize || blkoff(fs, size) != 0) {
 116                 kprintf("dev = %s, bsize = %lu, size = %d, fs = %s\n",
 117                     devtoname(ip->i_dev), fs->s_blocksize, size, fs->fs_fsmnt);
 118                 panic("ext2_alloc: bad size");
 119         }
 120         if (cred == NOCRED)
 121                 panic("ext2_alloc: missing credential");
 122 #endif /* DIAGNOSTIC */
 123         if (size == fs->s_blocksize && fs->s_es->s_free_blocks_count == 0)
 124                 goto nospace;
 125         if (cred->cr_uid != 0 &&
 126                 fs->s_es->s_free_blocks_count < fs->s_es->s_r_blocks_count)
 127                 goto nospace;
 128 #if QUOTA
 129         if ((error = ext2_chkdq(ip, (long)btodb(size), cred, 0)) != 0)
 130                 return (error);
 131 #endif
 132         if (bpref >= fs->s_es->s_blocks_count)
 133                 bpref = 0;
 134         /* call the Linux code */
 135 #ifdef EXT2_PREALLOCATE
 136         /* To have a preallocation hit, we must
 137          * - have at least one block preallocated
 138          * - and our preferred block must have that block number or one below
 139          */
 140         if (ip->i_prealloc_count &&
 141             (bpref == ip->i_prealloc_block ||
 142              bpref + 1 == ip->i_prealloc_block))
 143         {
 144                 bno = ip->i_prealloc_block++;
 145                 ip->i_prealloc_count--;
 146                 /* ext2_debug ("preallocation hit (%lu/%lu).\n",
 147                             ++alloc_hits, ++alloc_attempts); */
 148
 149                 /* Linux gets, clears, and releases the buffer at this
 150                    point - we don't have to that; we leave it to the caller
 151                  */
 152         } else {
 153                 ext2_discard_prealloc (ip);
 154                 /* ext2_debug ("preallocation miss (%lu/%lu).\n",
 155                             alloc_hits, ++alloc_attempts); */
 156                 if (S_ISREG(ip->i_mode))
 157                         bno = ext2_new_block
 158                                 (ITOV(ip)->v_mount, bpref,
 159                                  &ip->i_prealloc_count,
 160                                  &ip->i_prealloc_block);
 161                 else
 162                         bno = (daddr_t)ext2_new_block(ITOV(ip)->v_mount,
 163                                         bpref, 0, 0);
 164         }
 165 #else
 166         bno = (daddr_t)ext2_new_block(ITOV(ip)->v_mount, bpref, 0, 0);
 167 #endif
 168
 169         if (bno > 0) {
 170                 /* set next_alloc fields as done in block_getblk */
 171                 ip->i_next_alloc_block = lbn;
 172                 ip->i_next_alloc_goal = bno;
 173
 174                 ip->i_blocks += btodb(size);
 175                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 176                 *bnp = bno;
 177                 return (0);
 178         }
 179 #if QUOTA
 180         /*
 181          * Restore user's disk quota because allocation failed.
 182          */
 183         ext2_chkdq(ip, (long)-btodb(size), cred, FORCE);
 184 #endif
 185 nospace:
 186         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "file system full");
 187         uprintf("\n%s: write failed, file system is full\n", fs->fs_fsmnt);
 188         return (ENOSPC);
 189 }
 190
 191 /*
 192  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
 193  *
 194  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
 195  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
 196  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible to
 197  * an fs_rotdelay offset from the end of the allocation for the logical
 198  * block immediately preceeding the current range. If successful, the
 199  * physical block numbers in the buffer pointers and in the inode are
 200  * changed to reflect the new allocation. If unsuccessful, the allocation
 201  * is left unchanged. The success in doing the reallocation is returned.
 202  * Note that the error return is not reflected back to the user. Rather
 203  * the previous block allocation will be used.
 204  */
 205
 206 #ifdef FANCY_REALLOC
 207 #include <sys/sysctl.h>
 208 static int doasyncfree = 1;
 209 #ifdef  OPT_DEBUG
 210 SYSCTL_INT(_debug, 14, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0, "");
 211 #endif  /* OPT_DEBUG */
 212 #endif
 213
 214 /*
 215  * ext2_reallocblks(struct vnode *a_vp, struct cluster_save *a_buflist)
 216  */
 217 int
 218 ext2_reallocblks(struct vop_reallocblks_args *ap)
 219 {
 220 #ifndef FANCY_REALLOC
 221 /* kprintf("ext2_reallocblks not implemented\n"); */
 222 return ENOSPC;
 223 #else
 224
 225         struct ext2_sb_info *fs;
 226         struct inode *ip;
 227         struct vnode *vp;
 228         struct buf *sbp, *ebp;
 229         daddr_t *bap, *sbap, *ebap;
 230         struct cluster_save *buflist;
 231         daddr_t start_lbn, end_lbn, soff, eoff, newblk, blkno;
 232         struct indir start_ap[NIADDR + 1], end_ap[NIADDR + 1], *idp;
 233         int i, len, start_lvl, end_lvl, pref, ssize;
 234
 235         vp = ap->a_vp;
 236         ip = VTOI(vp);
 237         fs = ip->i_e2fs;
 238 #ifdef UNKLAR
 239         if (fs->fs_contigsumsize <= 0)
 240                 return (ENOSPC);
 241 #endif
 242         buflist = ap->a_buflist;
 243         len = buflist->bs_nchildren;
 244         start_lbn = lblkno(fs, buflist->bs_children[0]->b_loffset);
 245         end_lbn = start_lbn + len - 1;
 246 #if DIAGNOSTIC
 247         for (i = 1; i < len; i++) {
 248                 if (buflist->bs_children[i]->b_loffset != lblktodoff(fs, start_lbn) + lblktodoff(fs, i))
 249                         panic("ext2_reallocblks: non-cluster");
 250         }
 251 #endif
 252         /*
 253          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
 254          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
 255          * the previous cylinder group.
 256          */
 257         if (dtog(fs, dofftofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_bio2.bio_offset)) !=
 258             dtog(fs, dofftofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_bio2.bio_offset)))
 259                 return (ENOSPC);
 260         if (ext2_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
 261             ext2_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
 262                 return (ENOSPC);
 263         /*
 264          * Get the starting offset and block map for the first block.
 265          */
 266         if (start_lvl == 0) {
 267                 sbap = &ip->i_db[0];
 268                 soff = start_lbn;
 269         } else {
 270                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
 271                 if (bread(vp, lblktodoff(fs, idp->in_lbn), (int)fs->s_blocksize, NOCRED, &sbp)) {
 272                         brelse(sbp);
 273                         return (ENOSPC);
 274                 }
 275                 sbap = (daddr_t *)sbp->b_data;
 276                 soff = idp->in_off;
 277         }
 278         /*
 279          * Find the preferred location for the cluster.
 280          */
 281         pref = ext2_blkpref(ip, start_lbn, soff, sbap);
 282         /*
 283          * If the block range spans two block maps, get the second map.
 284          */
 285         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
 286                 ssize = len;
 287         } else {
 288 #if DIAGNOSTIC
 289                 if (start_ap[start_lvl-1].in_lbn == idp->in_lbn)
 290                         panic("ext2_reallocblk: start == end");
 291 #endif
 292                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
 293                 if (bread(vp, lblktodoff(fs, idp->in_lbn), (int)fs->s_blocksize, NOCRED, &ebp))
 294                         goto fail;
 295                 ebap = (daddr_t *)ebp->b_data;
 296         }
 297         /*
 298          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
 299          */
 300         if ((newblk = (daddr_t)ext2_hashalloc(ip, dtog(fs, pref), (long)pref,
 301             len, (u_long (*)())ext2_clusteralloc)) == 0)
 302                 goto fail;
 303         /*
 304          * We have found a new contiguous block.
 305          *
 306          * First we have to replace the old block pointers with the new
 307          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
 308          * with the file.
 309          */
 310         blkno = newblk;
 311         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->s_frags_per_block) {
 312                 if (i == ssize)
 313                         bap = ebap;
 314 #if DIAGNOSTIC
 315                 if (buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset != fsbtodoff(fs, *bap))
 316                         panic("ext2_reallocblks: alloc mismatch");
 317 #endif
 318                 *bap++ = blkno;
 319         }
 320         /*
 321          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
 322          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
 323          * the old block values may have been written to disk. In practise
 324          * they are almost never written, but if we are concerned about
 325          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
 326          *
 327          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
 328          * that shows whether the associated buffers and inodes have
 329          * been written. The flag should be set when the cluster is
 330          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
 331          * We can then check below to see if it is set, and do the
 332          * synchronous write only when it has been cleared.
 333          */
 334         if (sbap != &ip->i_db[0]) {
 335                 if (doasyncfree)
 336                         bdwrite(sbp);
 337                 else
 338                         bwrite(sbp);
 339         } else {
 340                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 341                 if (!doasyncfree)
 342                         EXT2_UPDATE(vp, 1);
 343         }
 344         if (ssize < len)
 345                 if (doasyncfree)
 346                         bdwrite(ebp);
 347                 else
 348                         bwrite(ebp);
 349         /*
 350          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
 351          */
 352         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->s_frags_per_block) {
 353                 ext2_blkfree(ip, dofftofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset),
 354                     fs->s_blocksize);
 355                 buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset = fsbtodoff(fs, blkno);
 356         }
 357         return (0);
 358
 359 fail:
 360         if (ssize < len)
 361                 brelse(ebp);
 362         if (sbap != &ip->i_db[0])
 363                 brelse(sbp);
 364         return (ENOSPC);
 365
 366 #endif /* FANCY_REALLOC */
 367 }
 368
 369 /*
 370  * Allocate an inode in the file system.
 371  *
 372  * we leave the actual allocation strategy to the (modified)
 373  * ext2_new_inode(), to make sure we get the policies right
 374  */
 375 int
 376 ext2_valloc(struct vnode *pvp, int mode, struct ucred *cred, struct vnode **vpp)
 377 {
 378         struct inode *pip;
 379         struct ext2_sb_info *fs;
 380         struct inode *ip;
 381         ino_t ino;
 382         int i, error;
 383
 384         *vpp = NULL;
 385         pip = VTOI(pvp);
 386         fs = pip->i_e2fs;
 387         if (fs->s_es->s_free_inodes_count == 0)
 388                 goto noinodes;
 389
 390         /* call the Linux routine - it returns the inode number only */
 391         ino = ext2_new_inode(pip, mode);
 392
 393         if (ino == 0)
 394                 goto noinodes;
 395         error = VFS_VGET(pvp->v_mount, NULL, ino, vpp);
 396         if (error) {
 397                 EXT2_VFREE(pvp, ino, mode);
 398                 return (error);
 399         }
 400         ip = VTOI(*vpp);
 401
 402         /*
 403           the question is whether using VGET was such good idea at all -
 404           Linux doesn't read the old inode in when it's allocating a
 405           new one. I will set at least i_size & i_blocks the zero.
 406         */
 407         ip->i_mode = 0;
 408         ip->i_size = 0;
 409         ip->i_blocks = 0;
 410         ip->i_flags = 0;
 411         /* now we want to make sure that the block pointers are zeroed out */
 412         for (i = 0; i < NDADDR; i++)
 413                 ip->i_db[i] = 0;
 414         for (i = 0; i < NIADDR; i++)
 415                 ip->i_ib[i] = 0;
 416
 417         /*
 418          * Set up a new generation number for this inode.
 419          * XXX check if this makes sense in ext2
 420          */
 421         if (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
 422                 ip->i_gen = krandom() / 2 + 1;
 423 /*
 424 kprintf("ext2_valloc: allocated inode %d\n", ino);
 425 */
 426         return (0);
 427 noinodes:
 428         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "out of inodes");
 429         uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n", fs->fs_fsmnt);
 430         return (ENOSPC);
 431 }
 432
 433 /*
 434  * Select the desired position for the next block in a file.
 435  *
 436  * we try to mimic what Remy does in inode_getblk/block_getblk
 437  *
 438  * we note: blocknr == 0 means that we're about to allocate either
 439  * a direct block or a pointer block at the first level of indirection
 440  * (In other words, stuff that will go in i_db[] or i_ib[])
 441  *
 442  * blocknr != 0 means that we're allocating a block that is none
 443  * of the above. Then, blocknr tells us the number of the block
 444  * that will hold the pointer
 445  */
 446 daddr_t
 447 ext2_blkpref(struct inode *ip, daddr_t lbn, int indx, daddr_t *bap,
 448              daddr_t blocknr)
 449 {
 450         int     tmp;
 451
 452         /*
 453          * if the next block is actually what we thought it is,
 454          * then set the goal to what we thought it should be
 455          */
 456         if (ip->i_next_alloc_block == lbn && ip->i_next_alloc_goal != 0)
 457                 return ip->i_next_alloc_goal;
 458
 459         /* now check whether we were provided with an array that basically
 460            tells us previous blocks to which we want to stay closeby
 461         */
 462         if(bap)
 463                 for (tmp = indx - 1; tmp >= 0; tmp--)
 464                         if (bap[tmp])
 465                                 return bap[tmp];
 466
 467         /*
 468          * else let's fall back to the blocknr, or, if there is none,
 469          * follow the rule that a block should be allocated near its inode
 470          */
 471         return blocknr ? blocknr :
 472                         (daddr_t)(ip->i_block_group *
 473                         EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(ip->i_e2fs)) +
 474                         ip->i_e2fs->s_es->s_first_data_block;
 475 }
 476
 477 /*
 478  * Free a block or fragment.
 479  *
 480  * pass on to the Linux code
 481  */
 482 void
 483 ext2_blkfree(struct inode *ip, daddr_t bno, long size)
 484 {
 485         struct ext2_sb_info *fs;
 486
 487         fs = ip->i_e2fs;
 488         /*
 489          *      call Linux code with mount *, block number, count
 490          */
 491         ext2_free_blocks(ITOV(ip)->v_mount, bno, size / fs->s_frag_size);
 492 }
 493
 494 /*
 495  * Free an inode.
 496  *
 497  * the maintenance of the actual bitmaps is again up to the linux code
 498  */
 499 int
 500 ext2_vfree(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
 501 {
 502         struct ext2_sb_info *fs;
 503         struct inode *pip;
 504         mode_t save_i_mode;
 505
 506         pip = VTOI(pvp);
 507         fs = pip->i_e2fs;
 508         if ((u_int)ino > fs->s_inodes_per_group * fs->s_groups_count)
 509                 panic("ext2_vfree: range: dev = (%d, %d), ino = %"PRId64", fs = %s",
 510                     major(pip->i_dev), minor(pip->i_dev), ino, fs->fs_fsmnt);
 511
 512 /* ext2_debug("ext2_vfree (%d, %d) called\n", pip->i_number, mode);
 513  */
 514         ext2_discard_prealloc(pip);
 515
 516         /* we need to make sure that ext2_free_inode can adjust the
 517            used_dir_counts in the group summary information - I'd
 518            really like to know what the rationale behind this
 519            'set i_mode to zero to denote an unused inode' is
 520          */
 521         save_i_mode = pip->i_mode;
 522         pip->i_mode = mode;
 523         ext2_free_inode(pip);
 524         pip->i_mode = save_i_mode;
 525         return (0);
 526 }
 527
 528 /*
 529  * Fserr prints the name of a file system with an error diagnostic.
 530  *
 531  * The form of the error message is:
 532  *      fs: error message
 533  */
 534 static void
 535 ext2_fserr(struct ext2_sb_info *fs, u_int uid, char *cp)
 536 {
 537         log(LOG_ERR, "uid %d on %s: %s\n", uid, fs->fs_fsmnt, cp);
 538 }