sys/vfs/ufs/ffs_balloc.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  14  *    must display the following acknowledgement:
  15  *      This product includes software developed by the University of
  16  *      California, Berkeley and its contributors.
  17  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  19  *    without specific prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  *
  33  *      @(#)ffs_balloc.c        8.8 (Berkeley) 6/16/95
  34  * $FreeBSD: src/sys/ufs/ffs/ffs_balloc.c,v 1.26.2.1 2002/10/10 19:48:20 dillon Exp $
  35  * $DragonFly: src/sys/vfs/ufs/ffs_balloc.c,v 1.14 2006/02/17 19:18:08 dillon Exp $
  36  */
  37
  38 #include <sys/param.h>
  39 #include <sys/systm.h>
  40 #include <sys/proc.h>
  41 #include <sys/buf.h>
  42 #include <sys/lock.h>
  43 #include <sys/mount.h>
  44 #include <sys/vnode.h>
  45
  46 #include "quota.h"
  47 #include "inode.h"
  48 #include "ufs_extern.h"
  49
  50 #include "fs.h"
  51 #include "ffs_extern.h"
  52
  53 /*
  54  * Balloc defines the structure of filesystem storage
  55  * by allocating the physical blocks on a device given
  56  * the inode and the logical block number in a file.
  57  *
  58  * ffs_balloc(struct vnode *a_vp, ufs_daddr_t a_lbn, int a_size,
  59  *            struct ucred *a_cred, int a_flags, struct buf *a_bpp)
  60  */
  61 int
  62 ffs_balloc(struct vop_balloc_args *ap)
  63 {
  64         struct inode *ip;
  65         ufs_daddr_t lbn;
  66         int size;
  67         struct ucred *cred;
  68         int flags;
  69         struct fs *fs;
  70         ufs_daddr_t nb;
  71         struct buf *bp, *nbp, *dbp;
  72         struct vnode *vp;
  73         struct indir indirs[NIADDR + 2];
  74         ufs_daddr_t newb, *bap, pref;
  75         int deallocated, osize, nsize, num, i, error;
  76         ufs_daddr_t *allocib, *blkp, *allocblk, allociblk[NIADDR + 1];
  77         struct thread *td = curthread;  /* XXX */
  78         int unwindidx;
  79         int seqcount;
  80
  81         vp = ap->a_vp;
  82         ip = VTOI(vp);
  83         fs = ip->i_fs;
  84         lbn = lblkno(fs, ap->a_startoffset);
  85         size = blkoff(fs, ap->a_startoffset) + ap->a_size;
  86         if (size > fs->fs_bsize)
  87                 panic("ffs_balloc: blk too big");
  88         *ap->a_bpp = NULL;
  89         if (lbn < 0)
  90                 return (EFBIG);
  91         cred = ap->a_cred;
  92         flags = ap->a_flags;
  93
  94         /*
  95          * The vnode must be locked for us to be able to safely mess
  96          * around with the inode.
  97          */
  98         if (VOP_ISLOCKED(vp, td) != LK_EXCLUSIVE) {
  99                 panic("ffs_balloc: vnode %p not exclusively locked!", vp);
 100         }
 101
 102         /*
 103          * If the next write will extend the file into a new block,
 104          * and the file is currently composed of a fragment
 105          * this fragment has to be extended to be a full block.
 106          */
 107         nb = lblkno(fs, ip->i_size);
 108         if (nb < NDADDR && nb < lbn) {
 109                 /*
 110                  * The filesize prior to this write can fit in direct
 111                  * blocks (ex. fragmentation is possibly done)
 112                  * we are now extending the file write beyond
 113                  * the block which has end of the file prior to this write.
 114                  */
 115                 osize = blksize(fs, ip, nb);
 116                 /*
 117                  * osize gives disk allocated size in the last block. It is
 118                  * either in fragments or a file system block size.
 119                  */
 120                 if (osize < fs->fs_bsize && osize > 0) {
 121                         /* A few fragments are already allocated, since the
 122                          * current extends beyond this block allocated the
 123                          * complete block as fragments are on in last block.
 124                          */
 125                         error = ffs_realloccg(ip, nb,
 126                                 ffs_blkpref(ip, nb, (int)nb, &ip->i_db[0]),
 127                                 osize, (int)fs->fs_bsize, cred, &bp);
 128                         if (error)
 129                                 return (error);
 130                         if (DOINGSOFTDEP(vp))
 131                                 softdep_setup_allocdirect(ip, nb,
 132                                     dbtofsb(fs, bp->b_bio2.bio_blkno),
 133                                     ip->i_db[nb], fs->fs_bsize, osize, bp);
 134                         /* adjust the inode size, we just grew */
 135                         ip->i_size = smalllblktosize(fs, nb + 1);
 136                         ip->i_db[nb] = dbtofsb(fs, bp->b_bio2.bio_blkno);
 137                         ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 138                         if (flags & B_SYNC)
 139                                 bwrite(bp);
 140                         else
 141                                 bawrite(bp);
 142                         /* bp is already released here */
 143                 }
 144         }
 145         /*
 146          * The first NDADDR blocks are direct blocks
 147          */
 148         if (lbn < NDADDR) {
 149                 nb = ip->i_db[lbn];
 150                 if (nb != 0 && ip->i_size >= smalllblktosize(fs, lbn + 1)) {
 151                         error = bread(vp, lbn, fs->fs_bsize, &bp);
 152                         if (error) {
 153                                 brelse(bp);
 154                                 return (error);
 155                         }
 156                         bp->b_bio2.bio_blkno = fsbtodb(fs, nb);
 157                         *ap->a_bpp = bp;
 158                         return (0);
 159                 }
 160                 if (nb != 0) {
 161                         /*
 162                          * Consider need to reallocate a fragment.
 163                          */
 164                         osize = fragroundup(fs, blkoff(fs, ip->i_size));
 165                         nsize = fragroundup(fs, size);
 166                         if (nsize <= osize) {
 167                                 error = bread(vp, lbn, osize, &bp);
 168                                 if (error) {
 169                                         brelse(bp);
 170                                         return (error);
 171                                 }
 172                                 bp->b_bio2.bio_blkno = fsbtodb(fs, nb);
 173                         } else {
 174                                 error = ffs_realloccg(ip, lbn,
 175                                     ffs_blkpref(ip, lbn, (int)lbn,
 176                                         &ip->i_db[0]), osize, nsize, cred, &bp);
 177                                 if (error)
 178                                         return (error);
 179                                 if (DOINGSOFTDEP(vp))
 180                                         softdep_setup_allocdirect(ip, lbn,
 181                                             dbtofsb(fs, bp->b_bio2.bio_blkno),
 182                                             nb, nsize, osize, bp);
 183                         }
 184                 } else {
 185                         if (ip->i_size < smalllblktosize(fs, lbn + 1))
 186                                 nsize = fragroundup(fs, size);
 187                         else
 188                                 nsize = fs->fs_bsize;
 189                         error = ffs_alloc(ip, lbn,
 190                             ffs_blkpref(ip, lbn, (int)lbn, &ip->i_db[0]),
 191                             nsize, cred, &newb);
 192                         if (error)
 193                                 return (error);
 194                         bp = getblk(vp, lbn, nsize, 0, 0);
 195                         bp->b_bio2.bio_blkno = fsbtodb(fs, newb);
 196                         if (flags & B_CLRBUF)
 197                                 vfs_bio_clrbuf(bp);
 198                         if (DOINGSOFTDEP(vp))
 199                                 softdep_setup_allocdirect(ip, lbn, newb, 0,
 200                                     nsize, 0, bp);
 201                 }
 202                 ip->i_db[lbn] = dbtofsb(fs, bp->b_bio2.bio_blkno);
 203                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 204                 *ap->a_bpp = bp;
 205                 return (0);
 206         }
 207         /*
 208          * Determine the number of levels of indirection.
 209          */
 210         pref = 0;
 211         if ((error = ufs_getlbns(vp, lbn, indirs, &num)) != 0)
 212                 return(error);
 213 #ifdef DIAGNOSTIC
 214         if (num < 1)
 215                 panic ("ffs_balloc: ufs_bmaparray returned indirect block");
 216 #endif
 217         /*
 218          * Get a handle on the data block buffer before working through
 219          * indirect blocks to avoid a deadlock between the VM system holding
 220          * a locked VM page and issuing a BMAP (which tries to lock the
 221          * indirect blocks), and the filesystem holding a locked indirect
 222          * block and then trying to read a data block (which tries to lock
 223          * the underlying VM pages).
 224          */
 225         dbp = getblk(vp, lbn, fs->fs_bsize, 0, 0);
 226
 227         /*
 228          * Setup undo history
 229          */
 230         allocib = NULL;
 231         allocblk = allociblk;
 232         unwindidx = -1;
 233
 234         /*
 235          * Fetch the first indirect block directly from the inode, allocating
 236          * one if necessary.
 237          */
 238         --num;
 239         nb = ip->i_ib[indirs[0].in_off];
 240         if (nb == 0) {
 241                 pref = ffs_blkpref(ip, lbn, 0, (ufs_daddr_t *)0);
 242                 /*
 243                  * If the filesystem has run out of space we can skip the
 244                  * full fsync/undo of the main [fail] case since no undo
 245                  * history has been built yet.  Hence the goto fail2.
 246                  */
 247                 if ((error = ffs_alloc(ip, lbn, pref, (int)fs->fs_bsize,
 248                     cred, &newb)) != 0)
 249                         goto fail2;
 250                 nb = newb;
 251                 *allocblk++ = nb;
 252                 bp = getblk(vp, indirs[1].in_lbn, fs->fs_bsize, 0, 0);
 253                 bp->b_bio2.bio_blkno = fsbtodb(fs, nb);
 254                 vfs_bio_clrbuf(bp);
 255                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
 256                         softdep_setup_allocdirect(ip, NDADDR + indirs[0].in_off,
 257                             newb, 0, fs->fs_bsize, 0, bp);
 258                         bdwrite(bp);
 259                 } else {
 260                         /*
 261                          * Write synchronously so that indirect blocks
 262                          * never point at garbage.
 263                          */
 264                         if (DOINGASYNC(vp))
 265                                 bdwrite(bp);
 266                         else if ((error = bwrite(bp)) != 0)
 267                                 goto fail;
 268                 }
 269                 allocib = &ip->i_ib[indirs[0].in_off];
 270                 *allocib = nb;
 271                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 272         }
 273
 274         /*
 275          * Fetch through the indirect blocks, allocating as necessary.
 276          */
 277         for (i = 1;;) {
 278                 error = bread(vp, indirs[i].in_lbn, (int)fs->fs_bsize, &bp);
 279                 if (error) {
 280                         brelse(bp);
 281                         goto fail;
 282                 }
 283                 bap = (ufs_daddr_t *)bp->b_data;
 284                 nb = bap[indirs[i].in_off];
 285                 if (i == num)
 286                         break;
 287                 i += 1;
 288                 if (nb != 0) {
 289                         bqrelse(bp);
 290                         continue;
 291                 }
 292                 if (pref == 0)
 293                         pref = ffs_blkpref(ip, lbn, 0, (ufs_daddr_t *)0);
 294                 if ((error =
 295                     ffs_alloc(ip, lbn, pref, (int)fs->fs_bsize, cred, &newb)) != 0) {
 296                         brelse(bp);
 297                         goto fail;
 298                 }
 299                 nb = newb;
 300                 *allocblk++ = nb;
 301                 nbp = getblk(vp, indirs[i].in_lbn, fs->fs_bsize, 0, 0);
 302                 nbp->b_bio2.bio_blkno = fsbtodb(fs, nb);
 303                 vfs_bio_clrbuf(nbp);
 304                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
 305                         softdep_setup_allocindir_meta(nbp, ip, bp,
 306                             indirs[i - 1].in_off, nb);
 307                         bdwrite(nbp);
 308                 } else {
 309                         /*
 310                          * Write synchronously so that indirect blocks
 311                          * never point at garbage.
 312                          */
 313                         if ((error = bwrite(nbp)) != 0) {
 314                                 brelse(bp);
 315                                 goto fail;
 316                         }
 317                 }
 318                 bap[indirs[i - 1].in_off] = nb;
 319                 if (allocib == NULL && unwindidx < 0)
 320                         unwindidx = i - 1;
 321                 /*
 322                  * If required, write synchronously, otherwise use
 323                  * delayed write.
 324                  */
 325                 if (flags & B_SYNC) {
 326                         bwrite(bp);
 327                 } else {
 328                         if (bp->b_bufsize == fs->fs_bsize)
 329                                 bp->b_flags |= B_CLUSTEROK;
 330                         bdwrite(bp);
 331                 }
 332         }
 333
 334         /*
 335          * Get the data block, allocating if necessary.  We have already
 336          * called getblk() on the data block buffer, dbp.  If we have to
 337          * allocate it and B_CLRBUF has been set the inference is an intention
 338          * to zero out the related disk blocks, so we do not have to issue
 339          * a read.  Instead we simply call vfs_bio_clrbuf().  If B_CLRBUF is
 340          * not set the caller intends to overwrite the entire contents of the
 341          * buffer and we don't waste time trying to clean up the contents.
 342          *
 343          * bp references the current indirect block.  When allocating,
 344          * the block must be updated.
 345          */
 346         if (nb == 0) {
 347                 pref = ffs_blkpref(ip, lbn, indirs[i].in_off, &bap[0]);
 348                 error = ffs_alloc(ip,
 349                     lbn, pref, (int)fs->fs_bsize, cred, &newb);
 350                 if (error) {
 351                         brelse(bp);
 352                         goto fail;
 353                 }
 354                 nb = newb;
 355                 *allocblk++ = nb;
 356                 dbp->b_bio2.bio_blkno = fsbtodb(fs, nb);
 357                 if (flags & B_CLRBUF)
 358                         vfs_bio_clrbuf(dbp);
 359                 if (DOINGSOFTDEP(vp))
 360                         softdep_setup_allocindir_page(ip, lbn, bp,
 361                             indirs[i].in_off, nb, 0, dbp);
 362                 bap[indirs[i].in_off] = nb;
 363                 /*
 364                  * If required, write synchronously, otherwise use
 365                  * delayed write.
 366                  */
 367                 if (flags & B_SYNC) {
 368                         bwrite(bp);
 369                 } else {
 370                         if (bp->b_bufsize == fs->fs_bsize)
 371                                 bp->b_flags |= B_CLUSTEROK;
 372                         bdwrite(bp);
 373                 }
 374                 *ap->a_bpp = dbp;
 375                 return (0);
 376         }
 377         brelse(bp);
 378
 379         /*
 380          * At this point all related indirect blocks have been allocated
 381          * if necessary and released.  bp is no longer valid.  dbp holds
 382          * our getblk()'d data block.
 383          *
 384          * XXX we previously performed a cluster_read operation here.
 385          */
 386         if (flags & B_CLRBUF) {
 387                 /*
 388                  * If B_CLRBUF is set we must validate the invalid portions
 389                  * of the buffer.  This typically requires a read-before-
 390                  * write.  The strategy call will fill in bio_blkno in that
 391                  * case.
 392                  *
 393                  * If we hit this case we do a cluster read if possible
 394                  * since nearby data blocks are likely to be accessed soon
 395                  * too.
 396                  */
 397                 if ((dbp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
 398                         bqrelse(dbp);
 399                         seqcount = (flags & B_SEQMASK) >> B_SEQSHIFT;
 400                         if (seqcount &&
 401                             (vp->v_mount->mnt_flag & MNT_NOCLUSTERR) == 0) {
 402                                 error = cluster_read(vp, ip->i_size, lbn,
 403                                             (int)fs->fs_bsize,
 404                                             MAXBSIZE, seqcount, &dbp);
 405                         } else {
 406                                 error = bread(vp, lbn, (int)fs->fs_bsize, &dbp);
 407                         }
 408                         if (error)
 409                                 goto fail;
 410                 } else {
 411                         dbp->b_bio2.bio_blkno = fsbtodb(fs, nb);
 412                 }
 413         } else {
 414                 /*
 415                  * If B_CLRBUF is not set the caller intends to overwrite
 416                  * the entire contents of the buffer.  We can simply set
 417                  * bio_blkno and we are done.
 418                  */
 419                 dbp->b_bio2.bio_blkno = fsbtodb(fs, nb);
 420         }
 421         *ap->a_bpp = dbp;
 422         return (0);
 423 fail:
 424         /*
 425          * If we have failed part way through block allocation, we
 426          * have to deallocate any indirect blocks that we have allocated.
 427          * We have to fsync the file before we start to get rid of all
 428          * of its dependencies so that we do not leave them dangling.
 429          * We have to sync it at the end so that the soft updates code
 430          * does not find any untracked changes. Although this is really
 431          * slow, running out of disk space is not expected to be a common
 432          * occurence. The error return from fsync is ignored as we already
 433          * have an error to return to the user.
 434          */
 435         (void) VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
 436         for (deallocated = 0, blkp = allociblk; blkp < allocblk; blkp++) {
 437                 ffs_blkfree(ip, *blkp, fs->fs_bsize);
 438                 deallocated += fs->fs_bsize;
 439         }
 440         if (allocib != NULL) {
 441                 *allocib = 0;
 442         } else if (unwindidx >= 0) {
 443                 int r;
 444
 445                 r = bread(vp, indirs[unwindidx].in_lbn, (int)fs->fs_bsize, &bp);
 446                 if (r) {
 447                         panic("Could not unwind indirect block, error %d", r);
 448                         brelse(bp);
 449                 } else {
 450                         bap = (ufs_daddr_t *)bp->b_data;
 451                         bap[indirs[unwindidx].in_off] = 0;
 452                         if (flags & B_SYNC) {
 453                                 bwrite(bp);
 454                         } else {
 455                                 if (bp->b_bufsize == fs->fs_bsize)
 456                                         bp->b_flags |= B_CLUSTEROK;
 457                                 bdwrite(bp);
 458                         }
 459                 }
 460         }
 461         if (deallocated) {
 462 #ifdef QUOTA
 463                 /*
 464                  * Restore user's disk quota because allocation failed.
 465                  */
 466                 (void) chkdq(ip, (long)-btodb(deallocated), cred, FORCE);
 467 #endif
 468                 ip->i_blocks -= btodb(deallocated);
 469                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 470         }
 471         (void) VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
 472
 473         /*
 474          * Cleanup the data block we getblk()'d before returning.
 475          */
 476 fail2:
 477         brelse(dbp);
 478         return (error);
 479 }
 480