8e2c63f61fce02cbe889243f5365f90f7b8fa07a
[dragonfly.git] / sys / vfs / ufs / ffs_softdep.c
1 /*
2  * Copyright 1998, 2000 Marshall Kirk McKusick. All Rights Reserved.
3  *
4  * The soft updates code is derived from the appendix of a University
5  * of Michigan technical report (Gregory R. Ganger and Yale N. Patt,
6  * "Soft Updates: A Solution to the Metadata Update Problem in File
7  * Systems", CSE-TR-254-95, August 1995).
8  *
9  * Further information about soft updates can be obtained from:
10  *
11  *      Marshall Kirk McKusick          http://www.mckusick.com/softdep/
12  *      1614 Oxford Street              mckusick@mckusick.com
13  *      Berkeley, CA 94709-1608         +1-510-843-9542
14  *      USA
15  *
16  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
17  * modification, are permitted provided that the following conditions
18  * are met:
19  *
20  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
22  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
23  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
24  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
25  *
26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY MARSHALL KIRK MCKUSICK ``AS IS'' AND ANY
27  * EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED
28  * WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
29  * DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL MARSHALL KIRK MCKUSICK BE LIABLE FOR
30  * ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
36  * SUCH DAMAGE.
37  *
38  *      from: @(#)ffs_softdep.c 9.59 (McKusick) 6/21/00
39  * $FreeBSD: src/sys/ufs/ffs/ffs_softdep.c,v 1.57.2.11 2002/02/05 18:46:53 dillon Exp $
40  * $DragonFly: src/sys/vfs/ufs/ffs_softdep.c,v 1.57 2008/06/28 17:59:51 dillon Exp $
41  */
42
43 /*
44  * For now we want the safety net that the DIAGNOSTIC and DEBUG flags provide.
45  */
46 #ifndef DIAGNOSTIC
47 #define DIAGNOSTIC
48 #endif
49 #ifndef DEBUG
50 #define DEBUG
51 #endif
52
53 #include <sys/param.h>
54 #include <sys/kernel.h>
55 #include <sys/systm.h>
56 #include <sys/buf.h>
57 #include <sys/malloc.h>
58 #include <sys/mount.h>
59 #include <sys/proc.h>
60 #include <sys/syslog.h>
61 #include <sys/vnode.h>
62 #include <sys/conf.h>
63 #include <sys/buf2.h>
64 #include <machine/inttypes.h>
65 #include "dir.h"
66 #include "quota.h"
67 #include "inode.h"
68 #include "ufsmount.h"
69 #include "fs.h"
70 #include "softdep.h"
71 #include "ffs_extern.h"
72 #include "ufs_extern.h"
73
74 #include <sys/thread2.h>
75
76 /*
77  * These definitions need to be adapted to the system to which
78  * this file is being ported.
79  */
80 /*
81  * malloc types defined for the softdep system.
82  */
83 MALLOC_DEFINE(M_PAGEDEP, "pagedep","File page dependencies");
84 MALLOC_DEFINE(M_INODEDEP, "inodedep","Inode dependencies");
85 MALLOC_DEFINE(M_NEWBLK, "newblk","New block allocation");
86 MALLOC_DEFINE(M_BMSAFEMAP, "bmsafemap","Block or frag allocated from cyl group map");
87 MALLOC_DEFINE(M_ALLOCDIRECT, "allocdirect","Block or frag dependency for an inode");
88 MALLOC_DEFINE(M_INDIRDEP, "indirdep","Indirect block dependencies");
89 MALLOC_DEFINE(M_ALLOCINDIR, "allocindir","Block dependency for an indirect block");
90 MALLOC_DEFINE(M_FREEFRAG, "freefrag","Previously used frag for an inode");
91 MALLOC_DEFINE(M_FREEBLKS, "freeblks","Blocks freed from an inode");
92 MALLOC_DEFINE(M_FREEFILE, "freefile","Inode deallocated");
93 MALLOC_DEFINE(M_DIRADD, "diradd","New directory entry");
94 MALLOC_DEFINE(M_MKDIR, "mkdir","New directory");
95 MALLOC_DEFINE(M_DIRREM, "dirrem","Directory entry deleted");
96
97 #define M_SOFTDEP_FLAGS         (M_WAITOK | M_USE_RESERVE)
98
99 #define D_PAGEDEP       0
100 #define D_INODEDEP      1
101 #define D_NEWBLK        2
102 #define D_BMSAFEMAP     3
103 #define D_ALLOCDIRECT   4
104 #define D_INDIRDEP      5
105 #define D_ALLOCINDIR    6
106 #define D_FREEFRAG      7
107 #define D_FREEBLKS      8
108 #define D_FREEFILE      9
109 #define D_DIRADD        10
110 #define D_MKDIR         11
111 #define D_DIRREM        12
112 #define D_LAST          D_DIRREM
113
114 /* 
115  * translate from workitem type to memory type
116  * MUST match the defines above, such that memtype[D_XXX] == M_XXX
117  */
118 static struct malloc_type *memtype[] = {
119         M_PAGEDEP,
120         M_INODEDEP,
121         M_NEWBLK,
122         M_BMSAFEMAP,
123         M_ALLOCDIRECT,
124         M_INDIRDEP,
125         M_ALLOCINDIR,
126         M_FREEFRAG,
127         M_FREEBLKS,
128         M_FREEFILE,
129         M_DIRADD,
130         M_MKDIR,
131         M_DIRREM
132 };
133
134 #define DtoM(type) (memtype[type])
135
136 /*
137  * Names of malloc types.
138  */
139 #define TYPENAME(type)  \
140         ((unsigned)(type) < D_LAST ? memtype[type]->ks_shortdesc : "???")
141 /*
142  * End system adaptaion definitions.
143  */
144
145 /*
146  * Internal function prototypes.
147  */
148 static  void softdep_error(char *, int);
149 static  void drain_output(struct vnode *, int);
150 static  int getdirtybuf(struct buf **, int);
151 static  void clear_remove(struct thread *);
152 static  void clear_inodedeps(struct thread *);
153 static  int flush_pagedep_deps(struct vnode *, struct mount *,
154             struct diraddhd *);
155 static  int flush_inodedep_deps(struct fs *, ino_t);
156 static  int handle_written_filepage(struct pagedep *, struct buf *);
157 static  void diradd_inode_written(struct diradd *, struct inodedep *);
158 static  int handle_written_inodeblock(struct inodedep *, struct buf *);
159 static  void handle_allocdirect_partdone(struct allocdirect *);
160 static  void handle_allocindir_partdone(struct allocindir *);
161 static  void initiate_write_filepage(struct pagedep *, struct buf *);
162 static  void handle_written_mkdir(struct mkdir *, int);
163 static  void initiate_write_inodeblock(struct inodedep *, struct buf *);
164 static  void handle_workitem_freefile(struct freefile *);
165 static  void handle_workitem_remove(struct dirrem *);
166 static  struct dirrem *newdirrem(struct buf *, struct inode *,
167             struct inode *, int, struct dirrem **);
168 static  void free_diradd(struct diradd *);
169 static  void free_allocindir(struct allocindir *, struct inodedep *);
170 static  int indir_trunc (struct inode *, off_t, int, ufs_lbn_t, long *);
171 static  void deallocate_dependencies(struct buf *, struct inodedep *);
172 static  void free_allocdirect(struct allocdirectlst *,
173             struct allocdirect *, int);
174 static  int check_inode_unwritten(struct inodedep *);
175 static  int free_inodedep(struct inodedep *);
176 static  void handle_workitem_freeblocks(struct freeblks *);
177 static  void merge_inode_lists(struct inodedep *);
178 static  void setup_allocindir_phase2(struct buf *, struct inode *,
179             struct allocindir *);
180 static  struct allocindir *newallocindir(struct inode *, int, ufs_daddr_t,
181             ufs_daddr_t);
182 static  void handle_workitem_freefrag(struct freefrag *);
183 static  struct freefrag *newfreefrag(struct inode *, ufs_daddr_t, long);
184 static  void allocdirect_merge(struct allocdirectlst *,
185             struct allocdirect *, struct allocdirect *);
186 static  struct bmsafemap *bmsafemap_lookup(struct buf *);
187 static  int newblk_lookup(struct fs *, ufs_daddr_t, int,
188             struct newblk **);
189 static  int inodedep_lookup(struct fs *, ino_t, int, struct inodedep **);
190 static  int pagedep_lookup(struct inode *, ufs_lbn_t, int,
191             struct pagedep **);
192 static  void pause_timer(void *);
193 static  int request_cleanup(int, int);
194 static  int process_worklist_item(struct mount *, int);
195 static  void add_to_worklist(struct worklist *);
196
197 /*
198  * Exported softdep operations.
199  */
200 static  void softdep_disk_io_initiation(struct buf *);
201 static  void softdep_disk_write_complete(struct buf *);
202 static  void softdep_deallocate_dependencies(struct buf *);
203 static  int softdep_fsync(struct vnode *);
204 static  int softdep_process_worklist(struct mount *);
205 static  void softdep_move_dependencies(struct buf *, struct buf *);
206 static  int softdep_count_dependencies(struct buf *bp, int);
207 static  int softdep_checkread(struct buf *bp);
208 static  int softdep_checkwrite(struct buf *bp);
209
210 static struct bio_ops softdep_bioops = {
211         .io_start = softdep_disk_io_initiation,
212         .io_complete = softdep_disk_write_complete,
213         .io_deallocate = softdep_deallocate_dependencies,
214         .io_fsync = softdep_fsync,
215         .io_sync = softdep_process_worklist,
216         .io_movedeps = softdep_move_dependencies,
217         .io_countdeps = softdep_count_dependencies,
218         .io_checkread = softdep_checkread,
219         .io_checkwrite = softdep_checkwrite
220 };
221
222 /*
223  * Locking primitives.
224  *
225  * For a uniprocessor, all we need to do is protect against disk
226  * interrupts. For a multiprocessor, this lock would have to be
227  * a mutex. A single mutex is used throughout this file, though
228  * finer grain locking could be used if contention warranted it.
229  *
230  * For a multiprocessor, the sleep call would accept a lock and
231  * release it after the sleep processing was complete. In a uniprocessor
232  * implementation there is no such interlock, so we simple mark
233  * the places where it needs to be done with the `interlocked' form
234  * of the lock calls. Since the uniprocessor sleep already interlocks
235  * the spl, there is nothing that really needs to be done.
236  */
237 #ifndef /* NOT */ DEBUG
238 static struct lockit {
239 } lk = { 0 };
240 #define ACQUIRE_LOCK(lk)                crit_enter_id("softupdates");
241 #define FREE_LOCK(lk)                   crit_exit_id("softupdates");
242
243 #else /* DEBUG */
244 #define NOHOLDER        ((struct thread *)-1)
245 #define SPECIAL_FLAG    ((struct thread *)-2)
246 static struct lockit {
247         int     lkt_spl;
248         struct thread *lkt_held;
249 } lk = { 0, NOHOLDER };
250 static int lockcnt;
251
252 static  void acquire_lock(struct lockit *);
253 static  void free_lock(struct lockit *);
254 void    softdep_panic(char *);
255
256 #define ACQUIRE_LOCK(lk)                acquire_lock(lk)
257 #define FREE_LOCK(lk)                   free_lock(lk)
258
259 static void
260 acquire_lock(struct lockit *lk)
261 {
262         thread_t holder;
263
264         if (lk->lkt_held != NOHOLDER) {
265                 holder = lk->lkt_held;
266                 FREE_LOCK(lk);
267                 if (holder == curthread)
268                         panic("softdep_lock: locking against myself");
269                 else
270                         panic("softdep_lock: lock held by %p", holder);
271         }
272         crit_enter_id("softupdates");
273         lk->lkt_held = curthread;
274         lockcnt++;
275 }
276
277 static void
278 free_lock(struct lockit *lk)
279 {
280
281         if (lk->lkt_held == NOHOLDER)
282                 panic("softdep_unlock: lock not held");
283         lk->lkt_held = NOHOLDER;
284         crit_exit_id("softupdates");
285 }
286
287 /*
288  * Function to release soft updates lock and panic.
289  */
290 void
291 softdep_panic(char *msg)
292 {
293
294         if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
295                 FREE_LOCK(&lk);
296         panic(msg);
297 }
298 #endif /* DEBUG */
299
300 static  int interlocked_sleep(struct lockit *, int, void *, int,
301             const char *, int);
302
303 /*
304  * When going to sleep, we must save our SPL so that it does
305  * not get lost if some other process uses the lock while we
306  * are sleeping. We restore it after we have slept. This routine
307  * wraps the interlocking with functions that sleep. The list
308  * below enumerates the available set of operations.
309  */
310 #define UNKNOWN         0
311 #define SLEEP           1
312 #define LOCKBUF         2
313
314 static int
315 interlocked_sleep(struct lockit *lk, int op, void *ident, int flags,
316                   const char *wmesg, int timo)
317 {
318         thread_t holder;
319         int s, retval;
320
321         s = lk->lkt_spl;
322 #       ifdef DEBUG
323         if (lk->lkt_held == NOHOLDER)
324                 panic("interlocked_sleep: lock not held");
325         lk->lkt_held = NOHOLDER;
326 #       endif /* DEBUG */
327         switch (op) {
328         case SLEEP:
329                 retval = tsleep(ident, flags, wmesg, timo);
330                 break;
331         case LOCKBUF:
332                 retval = BUF_LOCK((struct buf *)ident, flags);
333                 break;
334         default:
335                 panic("interlocked_sleep: unknown operation");
336         }
337 #       ifdef DEBUG
338         if (lk->lkt_held != NOHOLDER) {
339                 holder = lk->lkt_held;
340                 FREE_LOCK(lk);
341                 if (holder == curthread)
342                         panic("interlocked_sleep: locking against self");
343                 else
344                         panic("interlocked_sleep: lock held by %p", holder);
345         }
346         lk->lkt_held = curthread;
347         lockcnt++;
348 #       endif /* DEBUG */
349         lk->lkt_spl = s;
350         return (retval);
351 }
352
353 /*
354  * Place holder for real semaphores.
355  */
356 struct sema {
357         int     value;
358         thread_t holder;
359         char    *name;
360         int     prio;
361         int     timo;
362 };
363 static  void sema_init(struct sema *, char *, int, int);
364 static  int sema_get(struct sema *, struct lockit *);
365 static  void sema_release(struct sema *);
366
367 static void
368 sema_init(struct sema *semap, char *name, int prio, int timo)
369 {
370
371         semap->holder = NOHOLDER;
372         semap->value = 0;
373         semap->name = name;
374         semap->prio = prio;
375         semap->timo = timo;
376 }
377
378 static int
379 sema_get(struct sema *semap, struct lockit *interlock)
380 {
381
382         if (semap->value++ > 0) {
383                 if (interlock != NULL) {
384                         interlocked_sleep(interlock, SLEEP, (caddr_t)semap,
385                             semap->prio, semap->name, semap->timo);
386                         FREE_LOCK(interlock);
387                 } else {
388                         tsleep((caddr_t)semap, semap->prio, semap->name,
389                             semap->timo);
390                 }
391                 return (0);
392         }
393         semap->holder = curthread;
394         if (interlock != NULL)
395                 FREE_LOCK(interlock);
396         return (1);
397 }
398
399 static void
400 sema_release(struct sema *semap)
401 {
402
403         if (semap->value <= 0 || semap->holder != curthread) {
404                 if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
405                         FREE_LOCK(&lk);
406                 panic("sema_release: not held");
407         }
408         if (--semap->value > 0) {
409                 semap->value = 0;
410                 wakeup(semap);
411         }
412         semap->holder = NOHOLDER;
413 }
414
415 /*
416  * Worklist queue management.
417  * These routines require that the lock be held.
418  */
419 #ifndef /* NOT */ DEBUG
420 #define WORKLIST_INSERT(head, item) do {        \
421         (item)->wk_state |= ONWORKLIST;         \
422         LIST_INSERT_HEAD(head, item, wk_list);  \
423 } while (0)
424
425 #define WORKLIST_INSERT_BP(bp, item) do {       \
426         (item)->wk_state |= ONWORKLIST;         \
427         (bp)->b_ops = &softdep_bioops;          \
428         LIST_INSERT_HEAD(&(bp)->b_dep, item, wk_list);  \
429 } while (0)
430
431 #define WORKLIST_REMOVE(item) do {              \
432         (item)->wk_state &= ~ONWORKLIST;        \
433         LIST_REMOVE(item, wk_list);             \
434 } while (0)
435
436 #define WORKITEM_FREE(item, type) FREE(item, DtoM(type))
437
438 #else /* DEBUG */
439 static  void worklist_insert(struct workhead *, struct worklist *);
440 static  void worklist_remove(struct worklist *);
441 static  void workitem_free(struct worklist *, int);
442
443 #define WORKLIST_INSERT_BP(bp, item) do {       \
444         (bp)->b_ops = &softdep_bioops;          \
445         worklist_insert(&(bp)->b_dep, item);    \
446 } while (0)
447
448 #define WORKLIST_INSERT(head, item) worklist_insert(head, item)
449 #define WORKLIST_REMOVE(item) worklist_remove(item)
450 #define WORKITEM_FREE(item, type) workitem_free((struct worklist *)item, type)
451
452 static void
453 worklist_insert(struct workhead *head, struct worklist *item)
454 {
455
456         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
457                 panic("worklist_insert: lock not held");
458         if (item->wk_state & ONWORKLIST) {
459                 FREE_LOCK(&lk);
460                 panic("worklist_insert: already on list");
461         }
462         item->wk_state |= ONWORKLIST;
463         LIST_INSERT_HEAD(head, item, wk_list);
464 }
465
466 static void
467 worklist_remove(struct worklist *item)
468 {
469
470         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
471                 panic("worklist_remove: lock not held");
472         if ((item->wk_state & ONWORKLIST) == 0) {
473                 FREE_LOCK(&lk);
474                 panic("worklist_remove: not on list");
475         }
476         item->wk_state &= ~ONWORKLIST;
477         LIST_REMOVE(item, wk_list);
478 }
479
480 static void
481 workitem_free(struct worklist *item, int type)
482 {
483
484         if (item->wk_state & ONWORKLIST) {
485                 if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
486                         FREE_LOCK(&lk);
487                 panic("workitem_free: still on list");
488         }
489         if (item->wk_type != type) {
490                 if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
491                         FREE_LOCK(&lk);
492                 panic("workitem_free: type mismatch");
493         }
494         FREE(item, DtoM(type));
495 }
496 #endif /* DEBUG */
497
498 /*
499  * Workitem queue management
500  */
501 static struct workhead softdep_workitem_pending;
502 static int num_on_worklist;     /* number of worklist items to be processed */
503 static int softdep_worklist_busy; /* 1 => trying to do unmount */
504 static int softdep_worklist_req; /* serialized waiters */
505 static int max_softdeps;        /* maximum number of structs before slowdown */
506 static int tickdelay = 2;       /* number of ticks to pause during slowdown */
507 static int *stat_countp;        /* statistic to count in proc_waiting timeout */
508 static int proc_waiting;        /* tracks whether we have a timeout posted */
509 static struct callout handle; /* handle on posted proc_waiting timeout */
510 static struct thread *filesys_syncer; /* proc of filesystem syncer process */
511 static int req_clear_inodedeps; /* syncer process flush some inodedeps */
512 #define FLUSH_INODES    1
513 static int req_clear_remove;    /* syncer process flush some freeblks */
514 #define FLUSH_REMOVE    2
515 /*
516  * runtime statistics
517  */
518 static int stat_worklist_push;  /* number of worklist cleanups */
519 static int stat_blk_limit_push; /* number of times block limit neared */
520 static int stat_ino_limit_push; /* number of times inode limit neared */
521 static int stat_blk_limit_hit;  /* number of times block slowdown imposed */
522 static int stat_ino_limit_hit;  /* number of times inode slowdown imposed */
523 static int stat_sync_limit_hit; /* number of synchronous slowdowns imposed */
524 static int stat_indir_blk_ptrs; /* bufs redirtied as indir ptrs not written */
525 static int stat_inode_bitmap;   /* bufs redirtied as inode bitmap not written */
526 static int stat_direct_blk_ptrs;/* bufs redirtied as direct ptrs not written */
527 static int stat_dir_entry;      /* bufs redirtied as dir entry cannot write */
528 #ifdef DEBUG
529 #include <vm/vm.h>
530 #include <sys/sysctl.h>
531 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, max_softdeps, CTLFLAG_RW, &max_softdeps, 0, "");
532 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tickdelay, CTLFLAG_RW, &tickdelay, 0, "");
533 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, worklist_push, CTLFLAG_RW, &stat_worklist_push, 0,"");
534 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, blk_limit_push, CTLFLAG_RW, &stat_blk_limit_push, 0,"");
535 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ino_limit_push, CTLFLAG_RW, &stat_ino_limit_push, 0,"");
536 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, blk_limit_hit, CTLFLAG_RW, &stat_blk_limit_hit, 0, "");
537 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ino_limit_hit, CTLFLAG_RW, &stat_ino_limit_hit, 0, "");
538 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, sync_limit_hit, CTLFLAG_RW, &stat_sync_limit_hit, 0, "");
539 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, indir_blk_ptrs, CTLFLAG_RW, &stat_indir_blk_ptrs, 0, "");
540 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, inode_bitmap, CTLFLAG_RW, &stat_inode_bitmap, 0, "");
541 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, direct_blk_ptrs, CTLFLAG_RW, &stat_direct_blk_ptrs, 0, "");
542 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, dir_entry, CTLFLAG_RW, &stat_dir_entry, 0, "");
543 #endif /* DEBUG */
544
545 /*
546  * Add an item to the end of the work queue.
547  * This routine requires that the lock be held.
548  * This is the only routine that adds items to the list.
549  * The following routine is the only one that removes items
550  * and does so in order from first to last.
551  */
552 static void
553 add_to_worklist(struct worklist *wk)
554 {
555         static struct worklist *worklist_tail;
556
557         if (wk->wk_state & ONWORKLIST) {
558                 if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
559                         FREE_LOCK(&lk);
560                 panic("add_to_worklist: already on list");
561         }
562         wk->wk_state |= ONWORKLIST;
563         if (LIST_FIRST(&softdep_workitem_pending) == NULL)
564                 LIST_INSERT_HEAD(&softdep_workitem_pending, wk, wk_list);
565         else
566                 LIST_INSERT_AFTER(worklist_tail, wk, wk_list);
567         worklist_tail = wk;
568         num_on_worklist += 1;
569 }
570
571 /*
572  * Process that runs once per second to handle items in the background queue.
573  *
574  * Note that we ensure that everything is done in the order in which they
575  * appear in the queue. The code below depends on this property to ensure
576  * that blocks of a file are freed before the inode itself is freed. This
577  * ordering ensures that no new <vfsid, inum, lbn> triples will be generated
578  * until all the old ones have been purged from the dependency lists.
579  */
580 static int 
581 softdep_process_worklist(struct mount *matchmnt)
582 {
583         thread_t td = curthread;
584         int matchcnt, loopcount;
585         long starttime;
586
587         /*
588          * Record the process identifier of our caller so that we can give
589          * this process preferential treatment in request_cleanup below.
590          */
591         filesys_syncer = td;
592         matchcnt = 0;
593
594         /*
595          * There is no danger of having multiple processes run this
596          * code, but we have to single-thread it when softdep_flushfiles()
597          * is in operation to get an accurate count of the number of items
598          * related to its mount point that are in the list.
599          */
600         if (matchmnt == NULL) {
601                 if (softdep_worklist_busy < 0)
602                         return(-1);
603                 softdep_worklist_busy += 1;
604         }
605
606         /*
607          * If requested, try removing inode or removal dependencies.
608          */
609         if (req_clear_inodedeps) {
610                 clear_inodedeps(td);
611                 req_clear_inodedeps -= 1;
612                 wakeup_one(&proc_waiting);
613         }
614         if (req_clear_remove) {
615                 clear_remove(td);
616                 req_clear_remove -= 1;
617                 wakeup_one(&proc_waiting);
618         }
619         loopcount = 1;
620         starttime = time_second;
621         while (num_on_worklist > 0) {
622                 matchcnt += process_worklist_item(matchmnt, 0);
623
624                 /*
625                  * If a umount operation wants to run the worklist
626                  * accurately, abort.
627                  */
628                 if (softdep_worklist_req && matchmnt == NULL) {
629                         matchcnt = -1;
630                         break;
631                 }
632
633                 /*
634                  * If requested, try removing inode or removal dependencies.
635                  */
636                 if (req_clear_inodedeps) {
637                         clear_inodedeps(td);
638                         req_clear_inodedeps -= 1;
639                         wakeup_one(&proc_waiting);
640                 }
641                 if (req_clear_remove) {
642                         clear_remove(td);
643                         req_clear_remove -= 1;
644                         wakeup_one(&proc_waiting);
645                 }
646                 /*
647                  * We do not generally want to stop for buffer space, but if
648                  * we are really being a buffer hog, we will stop and wait.
649                  */
650                 if (loopcount++ % 128 == 0)
651                         bwillinode(1);
652                 /*
653                  * Never allow processing to run for more than one
654                  * second. Otherwise the other syncer tasks may get
655                  * excessively backlogged.
656                  */
657                 if (starttime != time_second && matchmnt == NULL) {
658                         matchcnt = -1;
659                         break;
660                 }
661         }
662         if (matchmnt == NULL) {
663                 --softdep_worklist_busy;
664                 if (softdep_worklist_req && softdep_worklist_busy == 0)
665                         wakeup(&softdep_worklist_req);
666         }
667         return (matchcnt);
668 }
669
670 /*
671  * Process one item on the worklist.
672  */
673 static int
674 process_worklist_item(struct mount *matchmnt, int flags)
675 {
676         struct worklist *wk;
677         struct dirrem *dirrem;
678         struct fs *matchfs;
679         struct vnode *vp;
680         int matchcnt = 0;
681
682         matchfs = NULL;
683         if (matchmnt != NULL)
684                 matchfs = VFSTOUFS(matchmnt)->um_fs;
685         ACQUIRE_LOCK(&lk);
686         /*
687          * Normally we just process each item on the worklist in order.
688          * However, if we are in a situation where we cannot lock any
689          * inodes, we have to skip over any dirrem requests whose
690          * vnodes are resident and locked.
691          */
692         LIST_FOREACH(wk, &softdep_workitem_pending, wk_list) {
693                 if ((flags & LK_NOWAIT) == 0 || wk->wk_type != D_DIRREM)
694                         break;
695                 dirrem = WK_DIRREM(wk);
696                 vp = ufs_ihashlookup(VFSTOUFS(dirrem->dm_mnt)->um_dev,
697                     dirrem->dm_oldinum);
698                 if (vp == NULL || !vn_islocked(vp))
699                         break;
700         }
701         if (wk == 0) {
702                 FREE_LOCK(&lk);
703                 return (0);
704         }
705         WORKLIST_REMOVE(wk);
706         num_on_worklist -= 1;
707         FREE_LOCK(&lk);
708         switch (wk->wk_type) {
709
710         case D_DIRREM:
711                 /* removal of a directory entry */
712                 if (WK_DIRREM(wk)->dm_mnt == matchmnt)
713                         matchcnt += 1;
714                 handle_workitem_remove(WK_DIRREM(wk));
715                 break;
716
717         case D_FREEBLKS:
718                 /* releasing blocks and/or fragments from a file */
719                 if (WK_FREEBLKS(wk)->fb_fs == matchfs)
720                         matchcnt += 1;
721                 handle_workitem_freeblocks(WK_FREEBLKS(wk));
722                 break;
723
724         case D_FREEFRAG:
725                 /* releasing a fragment when replaced as a file grows */
726                 if (WK_FREEFRAG(wk)->ff_fs == matchfs)
727                         matchcnt += 1;
728                 handle_workitem_freefrag(WK_FREEFRAG(wk));
729                 break;
730
731         case D_FREEFILE:
732                 /* releasing an inode when its link count drops to 0 */
733                 if (WK_FREEFILE(wk)->fx_fs == matchfs)
734                         matchcnt += 1;
735                 handle_workitem_freefile(WK_FREEFILE(wk));
736                 break;
737
738         default:
739                 panic("%s_process_worklist: Unknown type %s",
740                     "softdep", TYPENAME(wk->wk_type));
741                 /* NOTREACHED */
742         }
743         return (matchcnt);
744 }
745
746 /*
747  * Move dependencies from one buffer to another.
748  */
749 static void
750 softdep_move_dependencies(struct buf *oldbp, struct buf *newbp)
751 {
752         struct worklist *wk, *wktail;
753
754         if (LIST_FIRST(&newbp->b_dep) != NULL)
755                 panic("softdep_move_dependencies: need merge code");
756         wktail = NULL;
757         ACQUIRE_LOCK(&lk);
758         while ((wk = LIST_FIRST(&oldbp->b_dep)) != NULL) {
759                 LIST_REMOVE(wk, wk_list);
760                 if (wktail == NULL)
761                         LIST_INSERT_HEAD(&newbp->b_dep, wk, wk_list);
762                 else
763                         LIST_INSERT_AFTER(wktail, wk, wk_list);
764                 wktail = wk;
765                 newbp->b_ops = &softdep_bioops;
766         }
767         FREE_LOCK(&lk);
768 }
769
770 /*
771  * Purge the work list of all items associated with a particular mount point.
772  */
773 int
774 softdep_flushfiles(struct mount *oldmnt, int flags)
775 {
776         struct vnode *devvp;
777         int error, loopcnt;
778
779         /*
780          * Await our turn to clear out the queue, then serialize access.
781          */
782         while (softdep_worklist_busy != 0) {
783                 softdep_worklist_req += 1;
784                 tsleep(&softdep_worklist_req, 0, "softflush", 0);
785                 softdep_worklist_req -= 1;
786         }
787         softdep_worklist_busy = -1;
788
789         if ((error = ffs_flushfiles(oldmnt, flags)) != 0) {
790                 softdep_worklist_busy = 0;
791                 if (softdep_worklist_req)
792                         wakeup(&softdep_worklist_req);
793                 return (error);
794         }
795         /*
796          * Alternately flush the block device associated with the mount
797          * point and process any dependencies that the flushing
798          * creates. In theory, this loop can happen at most twice,
799          * but we give it a few extra just to be sure.
800          */
801         devvp = VFSTOUFS(oldmnt)->um_devvp;
802         for (loopcnt = 10; loopcnt > 0; ) {
803                 if (softdep_process_worklist(oldmnt) == 0) {
804                         loopcnt--;
805                         /*
806                          * Do another flush in case any vnodes were brought in
807                          * as part of the cleanup operations.
808                          */
809                         if ((error = ffs_flushfiles(oldmnt, flags)) != 0)
810                                 break;
811                         /*
812                          * If we still found nothing to do, we are really done.
813                          */
814                         if (softdep_process_worklist(oldmnt) == 0)
815                                 break;
816                 }
817                 vn_lock(devvp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
818                 error = VOP_FSYNC(devvp, MNT_WAIT, 0);
819                 vn_unlock(devvp);
820                 if (error)
821                         break;
822         }
823         softdep_worklist_busy = 0;
824         if (softdep_worklist_req)
825                 wakeup(&softdep_worklist_req);
826
827         /*
828          * If we are unmounting then it is an error to fail. If we
829          * are simply trying to downgrade to read-only, then filesystem
830          * activity can keep us busy forever, so we just fail with EBUSY.
831          */
832         if (loopcnt == 0) {
833                 if (oldmnt->mnt_kern_flag & MNTK_UNMOUNT)
834                         panic("softdep_flushfiles: looping");
835                 error = EBUSY;
836         }
837         return (error);
838 }
839
840 /*
841  * Structure hashing.
842  * 
843  * There are three types of structures that can be looked up:
844  *      1) pagedep structures identified by mount point, inode number,
845  *         and logical block.
846  *      2) inodedep structures identified by mount point and inode number.
847  *      3) newblk structures identified by mount point and
848  *         physical block number.
849  *
850  * The "pagedep" and "inodedep" dependency structures are hashed
851  * separately from the file blocks and inodes to which they correspond.
852  * This separation helps when the in-memory copy of an inode or
853  * file block must be replaced. It also obviates the need to access
854  * an inode or file page when simply updating (or de-allocating)
855  * dependency structures. Lookup of newblk structures is needed to
856  * find newly allocated blocks when trying to associate them with
857  * their allocdirect or allocindir structure.
858  *
859  * The lookup routines optionally create and hash a new instance when
860  * an existing entry is not found.
861  */
862 #define DEPALLOC        0x0001  /* allocate structure if lookup fails */
863 #define NODELAY         0x0002  /* cannot do background work */
864
865 /*
866  * Structures and routines associated with pagedep caching.
867  */
868 LIST_HEAD(pagedep_hashhead, pagedep) *pagedep_hashtbl;
869 u_long  pagedep_hash;           /* size of hash table - 1 */
870 #define PAGEDEP_HASH(mp, inum, lbn) \
871         (&pagedep_hashtbl[((((register_t)(mp)) >> 13) + (inum) + (lbn)) & \
872             pagedep_hash])
873 static struct sema pagedep_in_progress;
874
875 /*
876  * Helper routine for pagedep_lookup()
877  */
878 static __inline
879 struct pagedep *
880 pagedep_find(struct pagedep_hashhead *pagedephd, ino_t ino, ufs_lbn_t lbn,
881              struct mount *mp)
882 {
883         struct pagedep *pagedep;
884
885         LIST_FOREACH(pagedep, pagedephd, pd_hash) {
886                 if (ino == pagedep->pd_ino &&
887                     lbn == pagedep->pd_lbn &&
888                     mp == pagedep->pd_mnt) {
889                         return (pagedep);
890                 }
891         }
892         return(NULL);
893 }
894
895 /*
896  * Look up a pagedep. Return 1 if found, 0 if not found.
897  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
898  * Found or allocated entry is returned in pagedeppp.
899  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
900  */
901 static int
902 pagedep_lookup(struct inode *ip, ufs_lbn_t lbn, int flags,
903                struct pagedep **pagedeppp)
904 {
905         struct pagedep *pagedep;
906         struct pagedep_hashhead *pagedephd;
907         struct mount *mp;
908         int i;
909
910 #ifdef DEBUG
911         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
912                 panic("pagedep_lookup: lock not held");
913 #endif
914         mp = ITOV(ip)->v_mount;
915         pagedephd = PAGEDEP_HASH(mp, ip->i_number, lbn);
916 top:
917         *pagedeppp = pagedep_find(pagedephd, ip->i_number, lbn, mp);
918         if (*pagedeppp)
919                 return(1);
920         if ((flags & DEPALLOC) == 0)
921                 return (0);
922         if (sema_get(&pagedep_in_progress, &lk) == 0) {
923                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
924                 goto top;
925         }
926         MALLOC(pagedep, struct pagedep *, sizeof(struct pagedep), M_PAGEDEP,
927                 M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
928
929         if (pagedep_find(pagedephd, ip->i_number, lbn, mp)) {
930                 kprintf("pagedep_lookup: blocking race avoided\n");
931                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
932                 sema_release(&pagedep_in_progress);
933                 kfree(pagedep, M_PAGEDEP);
934                 goto top;
935         }
936
937         pagedep->pd_list.wk_type = D_PAGEDEP;
938         pagedep->pd_mnt = mp;
939         pagedep->pd_ino = ip->i_number;
940         pagedep->pd_lbn = lbn;
941         LIST_INIT(&pagedep->pd_dirremhd);
942         LIST_INIT(&pagedep->pd_pendinghd);
943         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
944                 LIST_INIT(&pagedep->pd_diraddhd[i]);
945         ACQUIRE_LOCK(&lk);
946         LIST_INSERT_HEAD(pagedephd, pagedep, pd_hash);
947         sema_release(&pagedep_in_progress);
948         *pagedeppp = pagedep;
949         return (0);
950 }
951
952 /*
953  * Structures and routines associated with inodedep caching.
954  */
955 LIST_HEAD(inodedep_hashhead, inodedep) *inodedep_hashtbl;
956 static u_long   inodedep_hash;  /* size of hash table - 1 */
957 static long     num_inodedep;   /* number of inodedep allocated */
958 #define INODEDEP_HASH(fs, inum) \
959       (&inodedep_hashtbl[((((register_t)(fs)) >> 13) + (inum)) & inodedep_hash])
960 static struct sema inodedep_in_progress;
961
962 /*
963  * Helper routine for inodedep_lookup()
964  */
965 static __inline
966 struct inodedep *
967 inodedep_find(struct inodedep_hashhead *inodedephd, struct fs *fs, ino_t inum)
968 {
969         struct inodedep *inodedep;
970
971         LIST_FOREACH(inodedep, inodedephd, id_hash) {
972                 if (inum == inodedep->id_ino && fs == inodedep->id_fs)
973                         return(inodedep);
974         }
975         return (NULL);
976 }
977
978 /*
979  * Look up a inodedep. Return 1 if found, 0 if not found.
980  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
981  * Found or allocated entry is returned in inodedeppp.
982  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
983  */
984 static int
985 inodedep_lookup(struct fs *fs, ino_t inum, int flags,
986                 struct inodedep **inodedeppp)
987 {
988         struct inodedep *inodedep;
989         struct inodedep_hashhead *inodedephd;
990         int firsttry;
991
992 #ifdef DEBUG
993         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
994                 panic("inodedep_lookup: lock not held");
995 #endif
996         firsttry = 1;
997         inodedephd = INODEDEP_HASH(fs, inum);
998 top:
999         *inodedeppp = inodedep_find(inodedephd, fs, inum);
1000         if (*inodedeppp)
1001                 return (1);
1002         if ((flags & DEPALLOC) == 0)
1003                 return (0);
1004         /*
1005          * If we are over our limit, try to improve the situation.
1006          */
1007         if (num_inodedep > max_softdeps && firsttry && 
1008             speedup_syncer() == 0 && (flags & NODELAY) == 0 &&
1009             request_cleanup(FLUSH_INODES, 1)) {
1010                 firsttry = 0;
1011                 goto top;
1012         }
1013         if (sema_get(&inodedep_in_progress, &lk) == 0) {
1014                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
1015                 goto top;
1016         }
1017         MALLOC(inodedep, struct inodedep *, sizeof(struct inodedep),
1018                 M_INODEDEP, M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1019         if (inodedep_find(inodedephd, fs, inum)) {
1020                 kprintf("inodedep_lookup: blocking race avoided\n");
1021                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
1022                 sema_release(&inodedep_in_progress);
1023                 kfree(inodedep, M_INODEDEP);
1024                 goto top;
1025         }
1026         inodedep->id_list.wk_type = D_INODEDEP;
1027         inodedep->id_fs = fs;
1028         inodedep->id_ino = inum;
1029         inodedep->id_state = ALLCOMPLETE;
1030         inodedep->id_nlinkdelta = 0;
1031         inodedep->id_savedino = NULL;
1032         inodedep->id_savedsize = -1;
1033         inodedep->id_buf = NULL;
1034         LIST_INIT(&inodedep->id_pendinghd);
1035         LIST_INIT(&inodedep->id_inowait);
1036         LIST_INIT(&inodedep->id_bufwait);
1037         TAILQ_INIT(&inodedep->id_inoupdt);
1038         TAILQ_INIT(&inodedep->id_newinoupdt);
1039         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1040         num_inodedep += 1;
1041         LIST_INSERT_HEAD(inodedephd, inodedep, id_hash);
1042         sema_release(&inodedep_in_progress);
1043         *inodedeppp = inodedep;
1044         return (0);
1045 }
1046
1047 /*
1048  * Structures and routines associated with newblk caching.
1049  */
1050 LIST_HEAD(newblk_hashhead, newblk) *newblk_hashtbl;
1051 u_long  newblk_hash;            /* size of hash table - 1 */
1052 #define NEWBLK_HASH(fs, inum) \
1053         (&newblk_hashtbl[((((register_t)(fs)) >> 13) + (inum)) & newblk_hash])
1054 static struct sema newblk_in_progress;
1055
1056 /*
1057  * Helper routine for newblk_lookup()
1058  */
1059 static __inline
1060 struct newblk *
1061 newblk_find(struct newblk_hashhead *newblkhd, struct fs *fs, 
1062             ufs_daddr_t newblkno)
1063 {
1064         struct newblk *newblk;
1065
1066         LIST_FOREACH(newblk, newblkhd, nb_hash) {
1067                 if (newblkno == newblk->nb_newblkno && fs == newblk->nb_fs)
1068                         return (newblk);
1069         }
1070         return(NULL);
1071 }
1072
1073 /*
1074  * Look up a newblk. Return 1 if found, 0 if not found.
1075  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
1076  * Found or allocated entry is returned in newblkpp.
1077  */
1078 static int
1079 newblk_lookup(struct fs *fs, ufs_daddr_t newblkno, int flags,
1080               struct newblk **newblkpp)
1081 {
1082         struct newblk *newblk;
1083         struct newblk_hashhead *newblkhd;
1084
1085         newblkhd = NEWBLK_HASH(fs, newblkno);
1086 top:
1087         *newblkpp = newblk_find(newblkhd, fs, newblkno);
1088         if (*newblkpp)
1089                 return(1);
1090         if ((flags & DEPALLOC) == 0)
1091                 return (0);
1092         if (sema_get(&newblk_in_progress, 0) == 0)
1093                 goto top;
1094         MALLOC(newblk, struct newblk *, sizeof(struct newblk),
1095                 M_NEWBLK, M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1096
1097         if (newblk_find(newblkhd, fs, newblkno)) {
1098                 kprintf("newblk_lookup: blocking race avoided\n");
1099                 sema_release(&pagedep_in_progress);
1100                 kfree(newblk, M_NEWBLK);
1101                 goto top;
1102         }
1103         newblk->nb_state = 0;
1104         newblk->nb_fs = fs;
1105         newblk->nb_newblkno = newblkno;
1106         LIST_INSERT_HEAD(newblkhd, newblk, nb_hash);
1107         sema_release(&newblk_in_progress);
1108         *newblkpp = newblk;
1109         return (0);
1110 }
1111
1112 /*
1113  * Executed during filesystem system initialization before
1114  * mounting any filesystems.
1115  */
1116 void 
1117 softdep_initialize(void)
1118 {
1119         callout_init(&handle);
1120
1121         LIST_INIT(&mkdirlisthd);
1122         LIST_INIT(&softdep_workitem_pending);
1123         max_softdeps = min(desiredvnodes * 8,
1124                 M_INODEDEP->ks_limit / (2 * sizeof(struct inodedep)));
1125         pagedep_hashtbl = hashinit(desiredvnodes / 5, M_PAGEDEP,
1126             &pagedep_hash);
1127         sema_init(&pagedep_in_progress, "pagedep", 0, 0);
1128         inodedep_hashtbl = hashinit(desiredvnodes, M_INODEDEP, &inodedep_hash);
1129         sema_init(&inodedep_in_progress, "inodedep", 0, 0);
1130         newblk_hashtbl = hashinit(64, M_NEWBLK, &newblk_hash);
1131         sema_init(&newblk_in_progress, "newblk", 0, 0);
1132         add_bio_ops(&softdep_bioops);
1133 }
1134
1135 /*
1136  * Called at mount time to notify the dependency code that a
1137  * filesystem wishes to use it.
1138  */
1139 int
1140 softdep_mount(struct vnode *devvp, struct mount *mp, struct fs *fs)
1141 {
1142         struct csum cstotal;
1143         struct cg *cgp;
1144         struct buf *bp;
1145         int error, cyl;
1146
1147         mp->mnt_flag &= ~MNT_ASYNC;
1148         mp->mnt_flag |= MNT_SOFTDEP;
1149         mp->mnt_bioops = &softdep_bioops;
1150         /*
1151          * When doing soft updates, the counters in the
1152          * superblock may have gotten out of sync, so we have
1153          * to scan the cylinder groups and recalculate them.
1154          */
1155         if (fs->fs_clean != 0)
1156                 return (0);
1157         bzero(&cstotal, sizeof cstotal);
1158         for (cyl = 0; cyl < fs->fs_ncg; cyl++) {
1159                 if ((error = bread(devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, cyl)),
1160                                    fs->fs_cgsize, &bp)) != 0) {
1161                         brelse(bp);
1162                         return (error);
1163                 }
1164                 cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1165                 cstotal.cs_nffree += cgp->cg_cs.cs_nffree;
1166                 cstotal.cs_nbfree += cgp->cg_cs.cs_nbfree;
1167                 cstotal.cs_nifree += cgp->cg_cs.cs_nifree;
1168                 cstotal.cs_ndir += cgp->cg_cs.cs_ndir;
1169                 fs->fs_cs(fs, cyl) = cgp->cg_cs;
1170                 brelse(bp);
1171         }
1172 #ifdef DEBUG
1173         if (bcmp(&cstotal, &fs->fs_cstotal, sizeof cstotal))
1174                 kprintf("ffs_mountfs: superblock updated for soft updates\n");
1175 #endif
1176         bcopy(&cstotal, &fs->fs_cstotal, sizeof cstotal);
1177         return (0);
1178 }
1179
1180 /*
1181  * Protecting the freemaps (or bitmaps).
1182  * 
1183  * To eliminate the need to execute fsck before mounting a filesystem
1184  * after a power failure, one must (conservatively) guarantee that the
1185  * on-disk copy of the bitmaps never indicate that a live inode or block is
1186  * free.  So, when a block or inode is allocated, the bitmap should be
1187  * updated (on disk) before any new pointers.  When a block or inode is
1188  * freed, the bitmap should not be updated until all pointers have been
1189  * reset.  The latter dependency is handled by the delayed de-allocation
1190  * approach described below for block and inode de-allocation.  The former
1191  * dependency is handled by calling the following procedure when a block or
1192  * inode is allocated. When an inode is allocated an "inodedep" is created
1193  * with its DEPCOMPLETE flag cleared until its bitmap is written to disk.
1194  * Each "inodedep" is also inserted into the hash indexing structure so
1195  * that any additional link additions can be made dependent on the inode
1196  * allocation.
1197  * 
1198  * The ufs filesystem maintains a number of free block counts (e.g., per
1199  * cylinder group, per cylinder and per <cylinder, rotational position> pair)
1200  * in addition to the bitmaps.  These counts are used to improve efficiency
1201  * during allocation and therefore must be consistent with the bitmaps.
1202  * There is no convenient way to guarantee post-crash consistency of these
1203  * counts with simple update ordering, for two main reasons: (1) The counts
1204  * and bitmaps for a single cylinder group block are not in the same disk
1205  * sector.  If a disk write is interrupted (e.g., by power failure), one may
1206  * be written and the other not.  (2) Some of the counts are located in the
1207  * superblock rather than the cylinder group block. So, we focus our soft
1208  * updates implementation on protecting the bitmaps. When mounting a
1209  * filesystem, we recompute the auxiliary counts from the bitmaps.
1210  */
1211
1212 /*
1213  * Called just after updating the cylinder group block to allocate an inode.
1214  *
1215  * Parameters:
1216  *      bp:             buffer for cylgroup block with inode map
1217  *      ip:             inode related to allocation
1218  *      newinum:        new inode number being allocated
1219  */
1220 void
1221 softdep_setup_inomapdep(struct buf *bp, struct inode *ip, ino_t newinum)
1222 {
1223         struct inodedep *inodedep;
1224         struct bmsafemap *bmsafemap;
1225
1226         /*
1227          * Create a dependency for the newly allocated inode.
1228          * Panic if it already exists as something is seriously wrong.
1229          * Otherwise add it to the dependency list for the buffer holding
1230          * the cylinder group map from which it was allocated.
1231          */
1232         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1233         if ((inodedep_lookup(ip->i_fs, newinum, DEPALLOC|NODELAY, &inodedep))) {
1234                 FREE_LOCK(&lk);
1235                 panic("softdep_setup_inomapdep: found inode");
1236         }
1237         inodedep->id_buf = bp;
1238         inodedep->id_state &= ~DEPCOMPLETE;
1239         bmsafemap = bmsafemap_lookup(bp);
1240         LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_inodedephd, inodedep, id_deps);
1241         FREE_LOCK(&lk);
1242 }
1243
1244 /*
1245  * Called just after updating the cylinder group block to
1246  * allocate block or fragment.
1247  *
1248  * Parameters:
1249  *      bp:             buffer for cylgroup block with block map
1250  *      fs:             filesystem doing allocation
1251  *      newblkno:       number of newly allocated block
1252  */
1253 void
1254 softdep_setup_blkmapdep(struct buf *bp, struct fs *fs,
1255                         ufs_daddr_t newblkno)
1256 {
1257         struct newblk *newblk;
1258         struct bmsafemap *bmsafemap;
1259
1260         /*
1261          * Create a dependency for the newly allocated block.
1262          * Add it to the dependency list for the buffer holding
1263          * the cylinder group map from which it was allocated.
1264          */
1265         if (newblk_lookup(fs, newblkno, DEPALLOC, &newblk) != 0)
1266                 panic("softdep_setup_blkmapdep: found block");
1267         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1268         newblk->nb_bmsafemap = bmsafemap = bmsafemap_lookup(bp);
1269         LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_newblkhd, newblk, nb_deps);
1270         FREE_LOCK(&lk);
1271 }
1272
1273 /*
1274  * Find the bmsafemap associated with a cylinder group buffer.
1275  * If none exists, create one. The buffer must be locked when
1276  * this routine is called and this routine must be called with
1277  * splbio interrupts blocked.
1278  */
1279 static struct bmsafemap *
1280 bmsafemap_lookup(struct buf *bp)
1281 {
1282         struct bmsafemap *bmsafemap;
1283         struct worklist *wk;
1284
1285 #ifdef DEBUG
1286         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
1287                 panic("bmsafemap_lookup: lock not held");
1288 #endif
1289         LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
1290                 if (wk->wk_type == D_BMSAFEMAP)
1291                         return (WK_BMSAFEMAP(wk));
1292         }
1293         FREE_LOCK(&lk);
1294         MALLOC(bmsafemap, struct bmsafemap *, sizeof(struct bmsafemap),
1295                 M_BMSAFEMAP, M_SOFTDEP_FLAGS);
1296         bmsafemap->sm_list.wk_type = D_BMSAFEMAP;
1297         bmsafemap->sm_list.wk_state = 0;
1298         bmsafemap->sm_buf = bp;
1299         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_allocdirecthd);
1300         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_allocindirhd);
1301         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_inodedephd);
1302         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_newblkhd);
1303         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1304         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &bmsafemap->sm_list);
1305         return (bmsafemap);
1306 }
1307
1308 /*
1309  * Direct block allocation dependencies.
1310  * 
1311  * When a new block is allocated, the corresponding disk locations must be
1312  * initialized (with zeros or new data) before the on-disk inode points to
1313  * them.  Also, the freemap from which the block was allocated must be
1314  * updated (on disk) before the inode's pointer. These two dependencies are
1315  * independent of each other and are needed for all file blocks and indirect
1316  * blocks that are pointed to directly by the inode.  Just before the
1317  * "in-core" version of the inode is updated with a newly allocated block
1318  * number, a procedure (below) is called to setup allocation dependency
1319  * structures.  These structures are removed when the corresponding
1320  * dependencies are satisfied or when the block allocation becomes obsolete
1321  * (i.e., the file is deleted, the block is de-allocated, or the block is a
1322  * fragment that gets upgraded).  All of these cases are handled in
1323  * procedures described later.
1324  * 
1325  * When a file extension causes a fragment to be upgraded, either to a larger
1326  * fragment or to a full block, the on-disk location may change (if the
1327  * previous fragment could not simply be extended). In this case, the old
1328  * fragment must be de-allocated, but not until after the inode's pointer has
1329  * been updated. In most cases, this is handled by later procedures, which
1330  * will construct a "freefrag" structure to be added to the workitem queue
1331  * when the inode update is complete (or obsolete).  The main exception to
1332  * this is when an allocation occurs while a pending allocation dependency
1333  * (for the same block pointer) remains.  This case is handled in the main
1334  * allocation dependency setup procedure by immediately freeing the
1335  * unreferenced fragments.
1336  *
1337  * Parameters:
1338  *      ip:             inode to which block is being added
1339  *      lbn:            block pointer within inode
1340  *      newblkno:       disk block number being added
1341  *      oldblkno:       previous block number, 0 unless frag
1342  *      newsize:        size of new block
1343  *      oldsize:        size of new block
1344  *      bp:             bp for allocated block
1345  */ 
1346 void 
1347 softdep_setup_allocdirect(struct inode *ip, ufs_lbn_t lbn, ufs_daddr_t newblkno,
1348                           ufs_daddr_t oldblkno, long newsize, long oldsize,
1349                           struct buf *bp)
1350 {
1351         struct allocdirect *adp, *oldadp;
1352         struct allocdirectlst *adphead;
1353         struct bmsafemap *bmsafemap;
1354         struct inodedep *inodedep;
1355         struct pagedep *pagedep;
1356         struct newblk *newblk;
1357
1358         MALLOC(adp, struct allocdirect *, sizeof(struct allocdirect),
1359                 M_ALLOCDIRECT, M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1360         adp->ad_list.wk_type = D_ALLOCDIRECT;
1361         adp->ad_lbn = lbn;
1362         adp->ad_newblkno = newblkno;
1363         adp->ad_oldblkno = oldblkno;
1364         adp->ad_newsize = newsize;
1365         adp->ad_oldsize = oldsize;
1366         adp->ad_state = ATTACHED;
1367         if (newblkno == oldblkno)
1368                 adp->ad_freefrag = NULL;
1369         else
1370                 adp->ad_freefrag = newfreefrag(ip, oldblkno, oldsize);
1371
1372         if (newblk_lookup(ip->i_fs, newblkno, 0, &newblk) == 0)
1373                 panic("softdep_setup_allocdirect: lost block");
1374
1375         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1376         inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, DEPALLOC | NODELAY, &inodedep);
1377         adp->ad_inodedep = inodedep;
1378
1379         if (newblk->nb_state == DEPCOMPLETE) {
1380                 adp->ad_state |= DEPCOMPLETE;
1381                 adp->ad_buf = NULL;
1382         } else {
1383                 bmsafemap = newblk->nb_bmsafemap;
1384                 adp->ad_buf = bmsafemap->sm_buf;
1385                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
1386                 LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_allocdirecthd, adp, ad_deps);
1387         }
1388         LIST_REMOVE(newblk, nb_hash);
1389         FREE(newblk, M_NEWBLK);
1390
1391         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &adp->ad_list);
1392         if (lbn >= NDADDR) {
1393                 /* allocating an indirect block */
1394                 if (oldblkno != 0) {
1395                         FREE_LOCK(&lk);
1396                         panic("softdep_setup_allocdirect: non-zero indir");
1397                 }
1398         } else {
1399                 /*
1400                  * Allocating a direct block.
1401                  *
1402                  * If we are allocating a directory block, then we must
1403                  * allocate an associated pagedep to track additions and
1404                  * deletions.
1405                  */
1406                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR &&
1407                     pagedep_lookup(ip, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0) {
1408                         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &pagedep->pd_list);
1409                 }
1410         }
1411         /*
1412          * The list of allocdirects must be kept in sorted and ascending
1413          * order so that the rollback routines can quickly determine the
1414          * first uncommitted block (the size of the file stored on disk
1415          * ends at the end of the lowest committed fragment, or if there
1416          * are no fragments, at the end of the highest committed block).
1417          * Since files generally grow, the typical case is that the new
1418          * block is to be added at the end of the list. We speed this
1419          * special case by checking against the last allocdirect in the
1420          * list before laboriously traversing the list looking for the
1421          * insertion point.
1422          */
1423         adphead = &inodedep->id_newinoupdt;
1424         oldadp = TAILQ_LAST(adphead, allocdirectlst);
1425         if (oldadp == NULL || oldadp->ad_lbn <= lbn) {
1426                 /* insert at end of list */
1427                 TAILQ_INSERT_TAIL(adphead, adp, ad_next);
1428                 if (oldadp != NULL && oldadp->ad_lbn == lbn)
1429                         allocdirect_merge(adphead, adp, oldadp);
1430                 FREE_LOCK(&lk);
1431                 return;
1432         }
1433         TAILQ_FOREACH(oldadp, adphead, ad_next) {
1434                 if (oldadp->ad_lbn >= lbn)
1435                         break;
1436         }
1437         if (oldadp == NULL) {
1438                 FREE_LOCK(&lk);
1439                 panic("softdep_setup_allocdirect: lost entry");
1440         }
1441         /* insert in middle of list */
1442         TAILQ_INSERT_BEFORE(oldadp, adp, ad_next);
1443         if (oldadp->ad_lbn == lbn)
1444                 allocdirect_merge(adphead, adp, oldadp);
1445         FREE_LOCK(&lk);
1446 }
1447
1448 /*
1449  * Replace an old allocdirect dependency with a newer one.
1450  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
1451  *
1452  * Parameters:
1453  *      adphead:        head of list holding allocdirects
1454  *      newadp:         allocdirect being added
1455  *      oldadp:         existing allocdirect being checked
1456  */
1457 static void
1458 allocdirect_merge(struct allocdirectlst *adphead,
1459                   struct allocdirect *newadp,
1460                   struct allocdirect *oldadp)
1461 {
1462         struct freefrag *freefrag;
1463
1464 #ifdef DEBUG
1465         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
1466                 panic("allocdirect_merge: lock not held");
1467 #endif
1468         if (newadp->ad_oldblkno != oldadp->ad_newblkno ||
1469             newadp->ad_oldsize != oldadp->ad_newsize ||
1470             newadp->ad_lbn >= NDADDR) {
1471                 FREE_LOCK(&lk);
1472                 panic("allocdirect_check: old %d != new %d || lbn %ld >= %d",
1473                     newadp->ad_oldblkno, oldadp->ad_newblkno, newadp->ad_lbn,
1474                     NDADDR);
1475         }
1476         newadp->ad_oldblkno = oldadp->ad_oldblkno;
1477         newadp->ad_oldsize = oldadp->ad_oldsize;
1478         /*
1479          * If the old dependency had a fragment to free or had never
1480          * previously had a block allocated, then the new dependency
1481          * can immediately post its freefrag and adopt the old freefrag.
1482          * This action is done by swapping the freefrag dependencies.
1483          * The new dependency gains the old one's freefrag, and the
1484          * old one gets the new one and then immediately puts it on
1485          * the worklist when it is freed by free_allocdirect. It is
1486          * not possible to do this swap when the old dependency had a
1487          * non-zero size but no previous fragment to free. This condition
1488          * arises when the new block is an extension of the old block.
1489          * Here, the first part of the fragment allocated to the new
1490          * dependency is part of the block currently claimed on disk by
1491          * the old dependency, so cannot legitimately be freed until the
1492          * conditions for the new dependency are fulfilled.
1493          */
1494         if (oldadp->ad_freefrag != NULL || oldadp->ad_oldblkno == 0) {
1495                 freefrag = newadp->ad_freefrag;
1496                 newadp->ad_freefrag = oldadp->ad_freefrag;
1497                 oldadp->ad_freefrag = freefrag;
1498         }
1499         free_allocdirect(adphead, oldadp, 0);
1500 }
1501                 
1502 /*
1503  * Allocate a new freefrag structure if needed.
1504  */
1505 static struct freefrag *
1506 newfreefrag(struct inode *ip, ufs_daddr_t blkno, long size)
1507 {
1508         struct freefrag *freefrag;
1509         struct fs *fs;
1510
1511         if (blkno == 0)
1512                 return (NULL);
1513         fs = ip->i_fs;
1514         if (fragnum(fs, blkno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag)
1515                 panic("newfreefrag: frag size");
1516         MALLOC(freefrag, struct freefrag *, sizeof(struct freefrag),
1517                 M_FREEFRAG, M_SOFTDEP_FLAGS);
1518         freefrag->ff_list.wk_type = D_FREEFRAG;
1519         freefrag->ff_state = ip->i_uid & ~ONWORKLIST;   /* XXX - used below */
1520         freefrag->ff_inum = ip->i_number;
1521         freefrag->ff_fs = fs;
1522         freefrag->ff_devvp = ip->i_devvp;
1523         freefrag->ff_blkno = blkno;
1524         freefrag->ff_fragsize = size;
1525         return (freefrag);
1526 }
1527
1528 /*
1529  * This workitem de-allocates fragments that were replaced during
1530  * file block allocation.
1531  */
1532 static void 
1533 handle_workitem_freefrag(struct freefrag *freefrag)
1534 {
1535         struct inode tip;
1536
1537         tip.i_fs = freefrag->ff_fs;
1538         tip.i_devvp = freefrag->ff_devvp;
1539         tip.i_dev = freefrag->ff_devvp->v_rdev;
1540         tip.i_number = freefrag->ff_inum;
1541         tip.i_uid = freefrag->ff_state & ~ONWORKLIST;   /* XXX - set above */
1542         ffs_blkfree(&tip, freefrag->ff_blkno, freefrag->ff_fragsize);
1543         FREE(freefrag, M_FREEFRAG);
1544 }
1545
1546 /*
1547  * Indirect block allocation dependencies.
1548  * 
1549  * The same dependencies that exist for a direct block also exist when
1550  * a new block is allocated and pointed to by an entry in a block of
1551  * indirect pointers. The undo/redo states described above are also
1552  * used here. Because an indirect block contains many pointers that
1553  * may have dependencies, a second copy of the entire in-memory indirect
1554  * block is kept. The buffer cache copy is always completely up-to-date.
1555  * The second copy, which is used only as a source for disk writes,
1556  * contains only the safe pointers (i.e., those that have no remaining
1557  * update dependencies). The second copy is freed when all pointers
1558  * are safe. The cache is not allowed to replace indirect blocks with
1559  * pending update dependencies. If a buffer containing an indirect
1560  * block with dependencies is written, these routines will mark it
1561  * dirty again. It can only be successfully written once all the
1562  * dependencies are removed. The ffs_fsync routine in conjunction with
1563  * softdep_sync_metadata work together to get all the dependencies
1564  * removed so that a file can be successfully written to disk. Three
1565  * procedures are used when setting up indirect block pointer
1566  * dependencies. The division is necessary because of the organization
1567  * of the "balloc" routine and because of the distinction between file
1568  * pages and file metadata blocks.
1569  */
1570
1571 /*
1572  * Allocate a new allocindir structure.
1573  *
1574  * Parameters:
1575  *      ip:             inode for file being extended
1576  *      ptrno:          offset of pointer in indirect block
1577  *      newblkno:       disk block number being added
1578  *      oldblkno:       previous block number, 0 if none
1579  */
1580 static struct allocindir *
1581 newallocindir(struct inode *ip, int ptrno, ufs_daddr_t newblkno,
1582               ufs_daddr_t oldblkno)
1583 {
1584         struct allocindir *aip;
1585
1586         MALLOC(aip, struct allocindir *, sizeof(struct allocindir),
1587                 M_ALLOCINDIR, M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1588         aip->ai_list.wk_type = D_ALLOCINDIR;
1589         aip->ai_state = ATTACHED;
1590         aip->ai_offset = ptrno;
1591         aip->ai_newblkno = newblkno;
1592         aip->ai_oldblkno = oldblkno;
1593         aip->ai_freefrag = newfreefrag(ip, oldblkno, ip->i_fs->fs_bsize);
1594         return (aip);
1595 }
1596
1597 /*
1598  * Called just before setting an indirect block pointer
1599  * to a newly allocated file page.
1600  *
1601  * Parameters:
1602  *      ip:             inode for file being extended
1603  *      lbn:            allocated block number within file
1604  *      bp:             buffer with indirect blk referencing page
1605  *      ptrno:          offset of pointer in indirect block
1606  *      newblkno:       disk block number being added
1607  *      oldblkno:       previous block number, 0 if none
1608  *      nbp:            buffer holding allocated page
1609  */
1610 void
1611 softdep_setup_allocindir_page(struct inode *ip, ufs_lbn_t lbn,
1612                               struct buf *bp, int ptrno,
1613                               ufs_daddr_t newblkno, ufs_daddr_t oldblkno,
1614                               struct buf *nbp)
1615 {
1616         struct allocindir *aip;
1617         struct pagedep *pagedep;
1618
1619         aip = newallocindir(ip, ptrno, newblkno, oldblkno);
1620         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1621         /*
1622          * If we are allocating a directory page, then we must
1623          * allocate an associated pagedep to track additions and
1624          * deletions.
1625          */
1626         if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR &&
1627             pagedep_lookup(ip, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
1628                 WORKLIST_INSERT_BP(nbp, &pagedep->pd_list);
1629         WORKLIST_INSERT_BP(nbp, &aip->ai_list);
1630         FREE_LOCK(&lk);
1631         setup_allocindir_phase2(bp, ip, aip);
1632 }
1633
1634 /*
1635  * Called just before setting an indirect block pointer to a
1636  * newly allocated indirect block.
1637  * Parameters:
1638  *      nbp:            newly allocated indirect block
1639  *      ip:             inode for file being extended
1640  *      bp:             indirect block referencing allocated block
1641  *      ptrno:          offset of pointer in indirect block
1642  *      newblkno:       disk block number being added
1643  */
1644 void
1645 softdep_setup_allocindir_meta(struct buf *nbp, struct inode *ip,
1646                               struct buf *bp, int ptrno,
1647                               ufs_daddr_t newblkno)
1648 {
1649         struct allocindir *aip;
1650
1651         aip = newallocindir(ip, ptrno, newblkno, 0);
1652         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1653         WORKLIST_INSERT_BP(nbp, &aip->ai_list);
1654         FREE_LOCK(&lk);
1655         setup_allocindir_phase2(bp, ip, aip);
1656 }
1657
1658 /*
1659  * Called to finish the allocation of the "aip" allocated
1660  * by one of the two routines above.
1661  *
1662  * Parameters:
1663  *      bp:     in-memory copy of the indirect block
1664  *      ip:     inode for file being extended
1665  *      aip:    allocindir allocated by the above routines
1666  */
1667 static void 
1668 setup_allocindir_phase2(struct buf *bp, struct inode *ip,
1669                         struct allocindir *aip)
1670 {
1671         struct worklist *wk;
1672         struct indirdep *indirdep, *newindirdep;
1673         struct bmsafemap *bmsafemap;
1674         struct allocindir *oldaip;
1675         struct freefrag *freefrag;
1676         struct newblk *newblk;
1677
1678         if (bp->b_loffset >= 0)
1679                 panic("setup_allocindir_phase2: not indir blk");
1680         for (indirdep = NULL, newindirdep = NULL; ; ) {
1681                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
1682                 LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
1683                         if (wk->wk_type != D_INDIRDEP)
1684                                 continue;
1685                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
1686                         break;
1687                 }
1688                 if (indirdep == NULL && newindirdep) {
1689                         indirdep = newindirdep;
1690                         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &indirdep->ir_list);
1691                         newindirdep = NULL;
1692                 }
1693                 FREE_LOCK(&lk);
1694                 if (indirdep) {
1695                         if (newblk_lookup(ip->i_fs, aip->ai_newblkno, 0,
1696                             &newblk) == 0)
1697                                 panic("setup_allocindir: lost block");
1698                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1699                         if (newblk->nb_state == DEPCOMPLETE) {
1700                                 aip->ai_state |= DEPCOMPLETE;
1701                                 aip->ai_buf = NULL;
1702                         } else {
1703                                 bmsafemap = newblk->nb_bmsafemap;
1704                                 aip->ai_buf = bmsafemap->sm_buf;
1705                                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
1706                                 LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_allocindirhd,
1707                                     aip, ai_deps);
1708                         }
1709                         LIST_REMOVE(newblk, nb_hash);
1710                         FREE(newblk, M_NEWBLK);
1711                         aip->ai_indirdep = indirdep;
1712                         /*
1713                          * Check to see if there is an existing dependency
1714                          * for this block. If there is, merge the old
1715                          * dependency into the new one.
1716                          */
1717                         if (aip->ai_oldblkno == 0)
1718                                 oldaip = NULL;
1719                         else
1720
1721                                 LIST_FOREACH(oldaip, &indirdep->ir_deplisthd, ai_next)
1722                                         if (oldaip->ai_offset == aip->ai_offset)
1723                                                 break;
1724                         if (oldaip != NULL) {
1725                                 if (oldaip->ai_newblkno != aip->ai_oldblkno) {
1726                                         FREE_LOCK(&lk);
1727                                         panic("setup_allocindir_phase2: blkno");
1728                                 }
1729                                 aip->ai_oldblkno = oldaip->ai_oldblkno;
1730                                 freefrag = oldaip->ai_freefrag;
1731                                 oldaip->ai_freefrag = aip->ai_freefrag;
1732                                 aip->ai_freefrag = freefrag;
1733                                 free_allocindir(oldaip, NULL);
1734                         }
1735                         LIST_INSERT_HEAD(&indirdep->ir_deplisthd, aip, ai_next);
1736                         ((ufs_daddr_t *)indirdep->ir_savebp->b_data)
1737                             [aip->ai_offset] = aip->ai_oldblkno;
1738                         FREE_LOCK(&lk);
1739                 }
1740                 if (newindirdep) {
1741                         /*
1742                          * Avoid any possibility of data corruption by 
1743                          * ensuring that our old version is thrown away.
1744                          */
1745                         newindirdep->ir_savebp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
1746                         brelse(newindirdep->ir_savebp);
1747                         WORKITEM_FREE((caddr_t)newindirdep, D_INDIRDEP);
1748                 }
1749                 if (indirdep)
1750                         break;
1751                 MALLOC(newindirdep, struct indirdep *, sizeof(struct indirdep),
1752                         M_INDIRDEP, M_SOFTDEP_FLAGS);
1753                 newindirdep->ir_list.wk_type = D_INDIRDEP;
1754                 newindirdep->ir_state = ATTACHED;
1755                 LIST_INIT(&newindirdep->ir_deplisthd);
1756                 LIST_INIT(&newindirdep->ir_donehd);
1757                 if (bp->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) {
1758                         VOP_BMAP(bp->b_vp, bp->b_bio1.bio_offset, 
1759                                  &bp->b_bio2.bio_offset, NULL, NULL,
1760                                  BUF_CMD_WRITE);
1761                 }
1762                 KKASSERT(bp->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET);
1763                 newindirdep->ir_savebp = getblk(ip->i_devvp,
1764                                                 bp->b_bio2.bio_offset,
1765                                                 bp->b_bcount, 0, 0);
1766                 BUF_KERNPROC(newindirdep->ir_savebp);
1767                 bcopy(bp->b_data, newindirdep->ir_savebp->b_data, bp->b_bcount);
1768         }
1769 }
1770
1771 /*
1772  * Block de-allocation dependencies.
1773  * 
1774  * When blocks are de-allocated, the on-disk pointers must be nullified before
1775  * the blocks are made available for use by other files.  (The true
1776  * requirement is that old pointers must be nullified before new on-disk
1777  * pointers are set.  We chose this slightly more stringent requirement to
1778  * reduce complexity.) Our implementation handles this dependency by updating
1779  * the inode (or indirect block) appropriately but delaying the actual block
1780  * de-allocation (i.e., freemap and free space count manipulation) until
1781  * after the updated versions reach stable storage.  After the disk is
1782  * updated, the blocks can be safely de-allocated whenever it is convenient.
1783  * This implementation handles only the common case of reducing a file's
1784  * length to zero. Other cases are handled by the conventional synchronous
1785  * write approach.
1786  *
1787  * The ffs implementation with which we worked double-checks
1788  * the state of the block pointers and file size as it reduces
1789  * a file's length.  Some of this code is replicated here in our
1790  * soft updates implementation.  The freeblks->fb_chkcnt field is
1791  * used to transfer a part of this information to the procedure
1792  * that eventually de-allocates the blocks.
1793  *
1794  * This routine should be called from the routine that shortens
1795  * a file's length, before the inode's size or block pointers
1796  * are modified. It will save the block pointer information for
1797  * later release and zero the inode so that the calling routine
1798  * can release it.
1799  */
1800 struct softdep_setup_freeblocks_info {
1801         struct fs *fs;
1802         struct inode *ip;
1803 };
1804
1805 static int softdep_setup_freeblocks_bp(struct buf *bp, void *data);
1806
1807 /*
1808  * Parameters:
1809  *      ip:     The inode whose length is to be reduced
1810  *      length: The new length for the file
1811  */
1812 void
1813 softdep_setup_freeblocks(struct inode *ip, off_t length)
1814 {
1815         struct softdep_setup_freeblocks_info info;
1816         struct freeblks *freeblks;
1817         struct inodedep *inodedep;
1818         struct allocdirect *adp;
1819         lwkt_tokref vlock;
1820         struct vnode *vp;
1821         struct buf *bp;
1822         struct fs *fs;
1823         int i, error, delay;
1824         int count;
1825
1826         fs = ip->i_fs;
1827         if (length != 0)
1828                 panic("softde_setup_freeblocks: non-zero length");
1829         MALLOC(freeblks, struct freeblks *, sizeof(struct freeblks),
1830                 M_FREEBLKS, M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1831         freeblks->fb_list.wk_type = D_FREEBLKS;
1832         freeblks->fb_state = ATTACHED;
1833         freeblks->fb_uid = ip->i_uid;
1834         freeblks->fb_previousinum = ip->i_number;
1835         freeblks->fb_devvp = ip->i_devvp;
1836         freeblks->fb_fs = fs;
1837         freeblks->fb_oldsize = ip->i_size;
1838         freeblks->fb_newsize = length;
1839         freeblks->fb_chkcnt = ip->i_blocks;
1840         for (i = 0; i < NDADDR; i++) {
1841                 freeblks->fb_dblks[i] = ip->i_db[i];
1842                 ip->i_db[i] = 0;
1843         }
1844         for (i = 0; i < NIADDR; i++) {
1845                 freeblks->fb_iblks[i] = ip->i_ib[i];
1846                 ip->i_ib[i] = 0;
1847         }
1848         ip->i_blocks = 0;
1849         ip->i_size = 0;
1850         /*
1851          * Push the zero'ed inode to to its disk buffer so that we are free
1852          * to delete its dependencies below. Once the dependencies are gone
1853          * the buffer can be safely released.
1854          */
1855         if ((error = bread(ip->i_devvp,
1856                             fsbtodoff(fs, ino_to_fsba(fs, ip->i_number)),
1857             (int)fs->fs_bsize, &bp)) != 0)
1858                 softdep_error("softdep_setup_freeblocks", error);
1859         *((struct ufs1_dinode *)bp->b_data + ino_to_fsbo(fs, ip->i_number)) =
1860             ip->i_din;
1861         /*
1862          * Find and eliminate any inode dependencies.
1863          */
1864         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1865         (void) inodedep_lookup(fs, ip->i_number, DEPALLOC, &inodedep);
1866         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) != 0) {
1867                 FREE_LOCK(&lk);
1868                 panic("softdep_setup_freeblocks: inode busy");
1869         }
1870         /*
1871          * Add the freeblks structure to the list of operations that
1872          * must await the zero'ed inode being written to disk. If we
1873          * still have a bitmap dependency (delay == 0), then the inode
1874          * has never been written to disk, so we can process the
1875          * freeblks below once we have deleted the dependencies.
1876          */
1877         delay = (inodedep->id_state & DEPCOMPLETE);
1878         if (delay)
1879                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &freeblks->fb_list);
1880         /*
1881          * Because the file length has been truncated to zero, any
1882          * pending block allocation dependency structures associated
1883          * with this inode are obsolete and can simply be de-allocated.
1884          * We must first merge the two dependency lists to get rid of
1885          * any duplicate freefrag structures, then purge the merged list.
1886          */
1887         merge_inode_lists(inodedep);
1888         while ((adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt)) != 0)
1889                 free_allocdirect(&inodedep->id_inoupdt, adp, 1);
1890         FREE_LOCK(&lk);
1891         bdwrite(bp);
1892         /*
1893          * We must wait for any I/O in progress to finish so that
1894          * all potential buffers on the dirty list will be visible.
1895          * Once they are all there, walk the list and get rid of
1896          * any dependencies.
1897          */
1898         vp = ITOV(ip);
1899         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1900         drain_output(vp, 1);
1901
1902         info.fs = fs;
1903         info.ip = ip;
1904         lwkt_gettoken(&vlock, &vp->v_token);
1905         do {
1906                 count = RB_SCAN(buf_rb_tree, &vp->v_rbdirty_tree, NULL, 
1907                                 softdep_setup_freeblocks_bp, &info);
1908         } while (count != 0);
1909         lwkt_reltoken(&vlock);
1910
1911         if (inodedep_lookup(fs, ip->i_number, 0, &inodedep) != 0)
1912                 (void)free_inodedep(inodedep);
1913
1914         if (delay) {
1915                 freeblks->fb_state |= DEPCOMPLETE;
1916                 /*
1917                  * If the inode with zeroed block pointers is now on disk
1918                  * we can start freeing blocks. Add freeblks to the worklist
1919                  * instead of calling  handle_workitem_freeblocks directly as
1920                  * it is more likely that additional IO is needed to complete
1921                  * the request here than in the !delay case.
1922                  */
1923                 if ((freeblks->fb_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE)
1924                         add_to_worklist(&freeblks->fb_list);
1925         }
1926
1927         FREE_LOCK(&lk);
1928         /*
1929          * If the inode has never been written to disk (delay == 0),
1930          * then we can process the freeblks now that we have deleted
1931          * the dependencies.
1932          */
1933         if (!delay)
1934                 handle_workitem_freeblocks(freeblks);
1935 }
1936
1937 static int
1938 softdep_setup_freeblocks_bp(struct buf *bp, void *data)
1939 {
1940         struct softdep_setup_freeblocks_info *info = data;
1941         struct inodedep *inodedep;
1942
1943         if (getdirtybuf(&bp, MNT_WAIT) == 0) {
1944                 kprintf("softdep_setup_freeblocks_bp(1): caught bp %p going away\n", bp);
1945                 return(-1);
1946         }
1947         if (bp->b_vp != ITOV(info->ip) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1948                 kprintf("softdep_setup_freeblocks_bp(2): caught bp %p going away\n", bp);
1949                 BUF_UNLOCK(bp);
1950                 return(-1);
1951         }
1952         (void) inodedep_lookup(info->fs, info->ip->i_number, 0, &inodedep);
1953         deallocate_dependencies(bp, inodedep);
1954         bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
1955         FREE_LOCK(&lk);
1956         brelse(bp);
1957         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1958         return(1);
1959 }
1960
1961 /*
1962  * Reclaim any dependency structures from a buffer that is about to
1963  * be reallocated to a new vnode. The buffer must be locked, thus,
1964  * no I/O completion operations can occur while we are manipulating
1965  * its associated dependencies. The mutex is held so that other I/O's
1966  * associated with related dependencies do not occur.
1967  */
1968 static void
1969 deallocate_dependencies(struct buf *bp, struct inodedep *inodedep)
1970 {
1971         struct worklist *wk;
1972         struct indirdep *indirdep;
1973         struct allocindir *aip;
1974         struct pagedep *pagedep;
1975         struct dirrem *dirrem;
1976         struct diradd *dap;
1977         int i;
1978
1979         while ((wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
1980                 switch (wk->wk_type) {
1981
1982                 case D_INDIRDEP:
1983                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
1984                         /*
1985                          * None of the indirect pointers will ever be visible,
1986                          * so they can simply be tossed. GOINGAWAY ensures
1987                          * that allocated pointers will be saved in the buffer
1988                          * cache until they are freed. Note that they will
1989                          * only be able to be found by their physical address
1990                          * since the inode mapping the logical address will
1991                          * be gone. The save buffer used for the safe copy
1992                          * was allocated in setup_allocindir_phase2 using
1993                          * the physical address so it could be used for this
1994                          * purpose. Hence we swap the safe copy with the real
1995                          * copy, allowing the safe copy to be freed and holding
1996                          * on to the real copy for later use in indir_trunc.
1997                          *
1998                          * NOTE: ir_savebp is relative to the block device
1999                          * so b_bio1 contains the device block number.
2000                          */
2001                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) {
2002                                 FREE_LOCK(&lk);
2003                                 panic("deallocate_dependencies: already gone");
2004                         }
2005                         indirdep->ir_state |= GOINGAWAY;
2006                         while ((aip = LIST_FIRST(&indirdep->ir_deplisthd)) != 0)
2007                                 free_allocindir(aip, inodedep);
2008                         if (bp->b_bio1.bio_offset >= 0 ||
2009                             bp->b_bio2.bio_offset != indirdep->ir_savebp->b_bio1.bio_offset) {
2010                                 FREE_LOCK(&lk);
2011                                 panic("deallocate_dependencies: not indir");
2012                         }
2013                         bcopy(bp->b_data, indirdep->ir_savebp->b_data,
2014                             bp->b_bcount);
2015                         WORKLIST_REMOVE(wk);
2016                         WORKLIST_INSERT_BP(indirdep->ir_savebp, wk);
2017                         continue;
2018
2019                 case D_PAGEDEP:
2020                         pagedep = WK_PAGEDEP(wk);
2021                         /*
2022                          * None of the directory additions will ever be
2023                          * visible, so they can simply be tossed.
2024                          */
2025                         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
2026                                 while ((dap =
2027                                     LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i])))
2028                                         free_diradd(dap);
2029                         while ((dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd)) != 0)
2030                                 free_diradd(dap);
2031                         /*
2032                          * Copy any directory remove dependencies to the list
2033                          * to be processed after the zero'ed inode is written.
2034                          * If the inode has already been written, then they 
2035                          * can be dumped directly onto the work list.
2036                          */
2037                         LIST_FOREACH(dirrem, &pagedep->pd_dirremhd, dm_next) {
2038                                 LIST_REMOVE(dirrem, dm_next);
2039                                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2040                                 if (inodedep == NULL ||
2041                                     (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) ==
2042                                      ALLCOMPLETE)
2043                                         add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2044                                 else
2045                                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,
2046                                             &dirrem->dm_list);
2047                         }
2048                         WORKLIST_REMOVE(&pagedep->pd_list);
2049                         LIST_REMOVE(pagedep, pd_hash);
2050                         WORKITEM_FREE(pagedep, D_PAGEDEP);
2051                         continue;
2052
2053                 case D_ALLOCINDIR:
2054                         free_allocindir(WK_ALLOCINDIR(wk), inodedep);
2055                         continue;
2056
2057                 case D_ALLOCDIRECT:
2058                 case D_INODEDEP:
2059                         FREE_LOCK(&lk);
2060                         panic("deallocate_dependencies: Unexpected type %s",
2061                             TYPENAME(wk->wk_type));
2062                         /* NOTREACHED */
2063
2064                 default:
2065                         FREE_LOCK(&lk);
2066                         panic("deallocate_dependencies: Unknown type %s",
2067                             TYPENAME(wk->wk_type));
2068                         /* NOTREACHED */
2069                 }
2070         }
2071 }
2072
2073 /*
2074  * Free an allocdirect. Generate a new freefrag work request if appropriate.
2075  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
2076  */
2077 static void
2078 free_allocdirect(struct allocdirectlst *adphead,
2079                  struct allocdirect *adp, int delay)
2080 {
2081
2082 #ifdef DEBUG
2083         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
2084                 panic("free_allocdirect: lock not held");
2085 #endif
2086         if ((adp->ad_state & DEPCOMPLETE) == 0)
2087                 LIST_REMOVE(adp, ad_deps);
2088         TAILQ_REMOVE(adphead, adp, ad_next);
2089         if ((adp->ad_state & COMPLETE) == 0)
2090                 WORKLIST_REMOVE(&adp->ad_list);
2091         if (adp->ad_freefrag != NULL) {
2092                 if (delay)
2093                         WORKLIST_INSERT(&adp->ad_inodedep->id_bufwait,
2094                             &adp->ad_freefrag->ff_list);
2095                 else
2096                         add_to_worklist(&adp->ad_freefrag->ff_list);
2097         }
2098         WORKITEM_FREE(adp, D_ALLOCDIRECT);
2099 }
2100
2101 /*
2102  * Prepare an inode to be freed. The actual free operation is not
2103  * done until the zero'ed inode has been written to disk.
2104  */
2105 void
2106 softdep_freefile(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
2107 {
2108         struct inode *ip = VTOI(pvp);
2109         struct inodedep *inodedep;
2110         struct freefile *freefile;
2111
2112         /*
2113          * This sets up the inode de-allocation dependency.
2114          */
2115         MALLOC(freefile, struct freefile *, sizeof(struct freefile),
2116                 M_FREEFILE, M_SOFTDEP_FLAGS);
2117         freefile->fx_list.wk_type = D_FREEFILE;
2118         freefile->fx_list.wk_state = 0;
2119         freefile->fx_mode = mode;
2120         freefile->fx_oldinum = ino;
2121         freefile->fx_devvp = ip->i_devvp;
2122         freefile->fx_fs = ip->i_fs;
2123
2124         /*
2125          * If the inodedep does not exist, then the zero'ed inode has
2126          * been written to disk. If the allocated inode has never been
2127          * written to disk, then the on-disk inode is zero'ed. In either
2128          * case we can free the file immediately.
2129          */
2130         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2131         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ino, 0, &inodedep) == 0 ||
2132             check_inode_unwritten(inodedep)) {
2133                 FREE_LOCK(&lk);
2134                 handle_workitem_freefile(freefile);
2135                 return;
2136         }
2137         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_inowait, &freefile->fx_list);
2138         FREE_LOCK(&lk);
2139 }
2140
2141 /*
2142  * Check to see if an inode has never been written to disk. If
2143  * so free the inodedep and return success, otherwise return failure.
2144  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
2145  *
2146  * If we still have a bitmap dependency, then the inode has never
2147  * been written to disk. Drop the dependency as it is no longer
2148  * necessary since the inode is being deallocated. We set the
2149  * ALLCOMPLETE flags since the bitmap now properly shows that the
2150  * inode is not allocated. Even if the inode is actively being
2151  * written, it has been rolled back to its zero'ed state, so we
2152  * are ensured that a zero inode is what is on the disk. For short
2153  * lived files, this change will usually result in removing all the
2154  * dependencies from the inode so that it can be freed immediately.
2155  */
2156 static int
2157 check_inode_unwritten(struct inodedep *inodedep)
2158 {
2159
2160         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) != 0 ||
2161             LIST_FIRST(&inodedep->id_pendinghd) != NULL ||
2162             LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait) != NULL ||
2163             LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait) != NULL ||
2164             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL ||
2165             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt) != NULL ||
2166             inodedep->id_nlinkdelta != 0)
2167                 return (0);
2168
2169         /*
2170          * Another process might be in initiate_write_inodeblock
2171          * trying to allocate memory without holding "Softdep Lock".
2172          */
2173         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) != 0 &&
2174             inodedep->id_savedino == NULL)
2175                 return(0);
2176
2177         inodedep->id_state |= ALLCOMPLETE;
2178         LIST_REMOVE(inodedep, id_deps);
2179         inodedep->id_buf = NULL;
2180         if (inodedep->id_state & ONWORKLIST)
2181                 WORKLIST_REMOVE(&inodedep->id_list);
2182         if (inodedep->id_savedino != NULL) {
2183                 FREE(inodedep->id_savedino, M_INODEDEP);
2184                 inodedep->id_savedino = NULL;
2185         }
2186         if (free_inodedep(inodedep) == 0) {
2187                 FREE_LOCK(&lk);
2188                 panic("check_inode_unwritten: busy inode");
2189         }
2190         return (1);
2191 }
2192
2193 /*
2194  * Try to free an inodedep structure. Return 1 if it could be freed.
2195  */
2196 static int
2197 free_inodedep(struct inodedep *inodedep)
2198 {
2199
2200         if ((inodedep->id_state & ONWORKLIST) != 0 ||
2201             (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE ||
2202             LIST_FIRST(&inodedep->id_pendinghd) != NULL ||
2203             LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait) != NULL ||
2204             LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait) != NULL ||
2205             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL ||
2206             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt) != NULL ||
2207             inodedep->id_nlinkdelta != 0 || inodedep->id_savedino != NULL)
2208                 return (0);
2209         LIST_REMOVE(inodedep, id_hash);
2210         WORKITEM_FREE(inodedep, D_INODEDEP);
2211         num_inodedep -= 1;
2212         return (1);
2213 }
2214
2215 /*
2216  * This workitem routine performs the block de-allocation.
2217  * The workitem is added to the pending list after the updated
2218  * inode block has been written to disk.  As mentioned above,
2219  * checks regarding the number of blocks de-allocated (compared
2220  * to the number of blocks allocated for the file) are also
2221  * performed in this function.
2222  */
2223 static void
2224 handle_workitem_freeblocks(struct freeblks *freeblks)
2225 {
2226         struct inode tip;
2227         ufs_daddr_t bn;
2228         struct fs *fs;
2229         int i, level, bsize;
2230         long nblocks, blocksreleased = 0;
2231         int error, allerror = 0;
2232         ufs_lbn_t baselbns[NIADDR], tmpval;
2233
2234         tip.i_number = freeblks->fb_previousinum;
2235         tip.i_devvp = freeblks->fb_devvp;
2236         tip.i_dev = freeblks->fb_devvp->v_rdev;
2237         tip.i_fs = freeblks->fb_fs;
2238         tip.i_size = freeblks->fb_oldsize;
2239         tip.i_uid = freeblks->fb_uid;
2240         fs = freeblks->fb_fs;
2241         tmpval = 1;
2242         baselbns[0] = NDADDR;
2243         for (i = 1; i < NIADDR; i++) {
2244                 tmpval *= NINDIR(fs);
2245                 baselbns[i] = baselbns[i - 1] + tmpval;
2246         }
2247         nblocks = btodb(fs->fs_bsize);
2248         blocksreleased = 0;
2249         /*
2250          * Indirect blocks first.
2251          */
2252         for (level = (NIADDR - 1); level >= 0; level--) {
2253                 if ((bn = freeblks->fb_iblks[level]) == 0)
2254                         continue;
2255                 if ((error = indir_trunc(&tip, fsbtodoff(fs, bn), level,
2256                     baselbns[level], &blocksreleased)) == 0)
2257                         allerror = error;
2258                 ffs_blkfree(&tip, bn, fs->fs_bsize);
2259                 blocksreleased += nblocks;
2260         }
2261         /*
2262          * All direct blocks or frags.
2263          */
2264         for (i = (NDADDR - 1); i >= 0; i--) {
2265                 if ((bn = freeblks->fb_dblks[i]) == 0)
2266                         continue;
2267                 bsize = blksize(fs, &tip, i);
2268                 ffs_blkfree(&tip, bn, bsize);
2269                 blocksreleased += btodb(bsize);
2270         }
2271
2272 #ifdef DIAGNOSTIC
2273         if (freeblks->fb_chkcnt != blocksreleased)
2274                 kprintf("handle_workitem_freeblocks: block count\n");
2275         if (allerror)
2276                 softdep_error("handle_workitem_freeblks", allerror);
2277 #endif /* DIAGNOSTIC */
2278         WORKITEM_FREE(freeblks, D_FREEBLKS);
2279 }
2280
2281 /*
2282  * Release blocks associated with the inode ip and stored in the indirect
2283  * block at doffset. If level is greater than SINGLE, the block is an
2284  * indirect block and recursive calls to indirtrunc must be used to
2285  * cleanse other indirect blocks.
2286  */
2287 static int
2288 indir_trunc(struct inode *ip, off_t doffset, int level, ufs_lbn_t lbn,
2289             long *countp)
2290 {
2291         struct buf *bp;
2292         ufs_daddr_t *bap;
2293         ufs_daddr_t nb;
2294         struct fs *fs;
2295         struct worklist *wk;
2296         struct indirdep *indirdep;
2297         int i, lbnadd, nblocks;
2298         int error, allerror = 0;
2299
2300         fs = ip->i_fs;
2301         lbnadd = 1;
2302         for (i = level; i > 0; i--)
2303                 lbnadd *= NINDIR(fs);
2304         /*
2305          * Get buffer of block pointers to be freed. This routine is not
2306          * called until the zero'ed inode has been written, so it is safe
2307          * to free blocks as they are encountered. Because the inode has
2308          * been zero'ed, calls to bmap on these blocks will fail. So, we
2309          * have to use the on-disk address and the block device for the
2310          * filesystem to look them up. If the file was deleted before its
2311          * indirect blocks were all written to disk, the routine that set
2312          * us up (deallocate_dependencies) will have arranged to leave
2313          * a complete copy of the indirect block in memory for our use.
2314          * Otherwise we have to read the blocks in from the disk.
2315          */
2316         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2317         if ((bp = findblk(ip->i_devvp, doffset, FINDBLK_TEST)) != NULL &&
2318             (wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
2319                 /*
2320                  * bp must be ir_savebp, which is held locked for our use.
2321                  */
2322                 if (wk->wk_type != D_INDIRDEP ||
2323                     (indirdep = WK_INDIRDEP(wk))->ir_savebp != bp ||
2324                     (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) == 0) {
2325                         FREE_LOCK(&lk);
2326                         panic("indir_trunc: lost indirdep");
2327                 }
2328                 WORKLIST_REMOVE(wk);
2329                 WORKITEM_FREE(indirdep, D_INDIRDEP);
2330                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
2331                         FREE_LOCK(&lk);
2332                         panic("indir_trunc: dangling dep");
2333                 }
2334                 FREE_LOCK(&lk);
2335         } else {
2336                 FREE_LOCK(&lk);
2337                 error = bread(ip->i_devvp, doffset, (int)fs->fs_bsize, &bp);
2338                 if (error)
2339                         return (error);
2340         }
2341         /*
2342          * Recursively free indirect blocks.
2343          */
2344         bap = (ufs_daddr_t *)bp->b_data;
2345         nblocks = btodb(fs->fs_bsize);
2346         for (i = NINDIR(fs) - 1; i >= 0; i--) {
2347                 if ((nb = bap[i]) == 0)
2348                         continue;
2349                 if (level != 0) {
2350                         if ((error = indir_trunc(ip, fsbtodoff(fs, nb),
2351                              level - 1, lbn + (i * lbnadd), countp)) != 0)
2352                                 allerror = error;
2353                 }
2354                 ffs_blkfree(ip, nb, fs->fs_bsize);
2355                 *countp += nblocks;
2356         }
2357         bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
2358         brelse(bp);
2359         return (allerror);
2360 }
2361
2362 /*
2363  * Free an allocindir.
2364  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
2365  */
2366 static void
2367 free_allocindir(struct allocindir *aip, struct inodedep *inodedep)
2368 {
2369         struct freefrag *freefrag;
2370
2371 #ifdef DEBUG
2372         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
2373                 panic("free_allocindir: lock not held");
2374 #endif
2375         if ((aip->ai_state & DEPCOMPLETE) == 0)
2376                 LIST_REMOVE(aip, ai_deps);
2377         if (aip->ai_state & ONWORKLIST)
2378                 WORKLIST_REMOVE(&aip->ai_list);
2379         LIST_REMOVE(aip, ai_next);
2380         if ((freefrag = aip->ai_freefrag) != NULL) {
2381                 if (inodedep == NULL)
2382                         add_to_worklist(&freefrag->ff_list);
2383                 else
2384                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,
2385                             &freefrag->ff_list);
2386         }
2387         WORKITEM_FREE(aip, D_ALLOCINDIR);
2388 }
2389
2390 /*
2391  * Directory entry addition dependencies.
2392  * 
2393  * When adding a new directory entry, the inode (with its incremented link
2394  * count) must be written to disk before the directory entry's pointer to it.
2395  * Also, if the inode is newly allocated, the corresponding freemap must be
2396  * updated (on disk) before the directory entry's pointer. These requirements
2397  * are met via undo/redo on the directory entry's pointer, which consists
2398  * simply of the inode number.
2399  * 
2400  * As directory entries are added and deleted, the free space within a
2401  * directory block can become fragmented.  The ufs filesystem will compact
2402  * a fragmented directory block to make space for a new entry. When this
2403  * occurs, the offsets of previously added entries change. Any "diradd"
2404  * dependency structures corresponding to these entries must be updated with
2405  * the new offsets.
2406  */
2407
2408 /*
2409  * This routine is called after the in-memory inode's link
2410  * count has been incremented, but before the directory entry's
2411  * pointer to the inode has been set.
2412  *
2413  * Parameters:
2414  *      bp:             buffer containing directory block
2415  *      dp:             inode for directory
2416  *      diroffset:      offset of new entry in directory
2417  *      newinum:        inode referenced by new directory entry
2418  *      newdirbp:       non-NULL => contents of new mkdir
2419  */
2420 void 
2421 softdep_setup_directory_add(struct buf *bp, struct inode *dp, off_t diroffset,
2422                             ino_t newinum, struct buf *newdirbp)
2423 {
2424         int offset;             /* offset of new entry within directory block */
2425         ufs_lbn_t lbn;          /* block in directory containing new entry */
2426         struct fs *fs;
2427         struct diradd *dap;
2428         struct pagedep *pagedep;
2429         struct inodedep *inodedep;
2430         struct mkdir *mkdir1, *mkdir2;
2431
2432         /*
2433          * Whiteouts have no dependencies.
2434          */
2435         if (newinum == WINO) {
2436                 if (newdirbp != NULL)
2437                         bdwrite(newdirbp);
2438                 return;
2439         }
2440
2441         fs = dp->i_fs;
2442         lbn = lblkno(fs, diroffset);
2443         offset = blkoff(fs, diroffset);
2444         MALLOC(dap, struct diradd *, sizeof(struct diradd), M_DIRADD,
2445             M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
2446         dap->da_list.wk_type = D_DIRADD;
2447         dap->da_offset = offset;
2448         dap->da_newinum = newinum;
2449         dap->da_state = ATTACHED;
2450         if (newdirbp == NULL) {
2451                 dap->da_state |= DEPCOMPLETE;
2452                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2453         } else {
2454                 dap->da_state |= MKDIR_BODY | MKDIR_PARENT;
2455                 MALLOC(mkdir1, struct mkdir *, sizeof(struct mkdir), M_MKDIR,
2456                     M_SOFTDEP_FLAGS);
2457                 mkdir1->md_list.wk_type = D_MKDIR;
2458                 mkdir1->md_state = MKDIR_BODY;
2459                 mkdir1->md_diradd = dap;
2460                 MALLOC(mkdir2, struct mkdir *, sizeof(struct mkdir), M_MKDIR,
2461                     M_SOFTDEP_FLAGS);
2462                 mkdir2->md_list.wk_type = D_MKDIR;
2463                 mkdir2->md_state = MKDIR_PARENT;
2464                 mkdir2->md_diradd = dap;
2465                 /*
2466                  * Dependency on "." and ".." being written to disk.
2467                  */
2468                 mkdir1->md_buf = newdirbp;
2469                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2470                 LIST_INSERT_HEAD(&mkdirlisthd, mkdir1, md_mkdirs);
2471                 WORKLIST_INSERT_BP(newdirbp, &mkdir1->md_list);
2472                 FREE_LOCK(&lk);
2473                 bdwrite(newdirbp);
2474                 /*
2475                  * Dependency on link count increase for parent directory
2476                  */
2477                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2478                 if (inodedep_lookup(dp->i_fs, dp->i_number, 0, &inodedep) == 0
2479                     || (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
2480                         dap->da_state &= ~MKDIR_PARENT;
2481                         WORKITEM_FREE(mkdir2, D_MKDIR);
2482                 } else {
2483                         LIST_INSERT_HEAD(&mkdirlisthd, mkdir2, md_mkdirs);
2484                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,&mkdir2->md_list);
2485                 }
2486         }
2487         /*
2488          * Link into parent directory pagedep to await its being written.
2489          */
2490         if (pagedep_lookup(dp, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
2491                 WORKLIST_INSERT_BP(bp, &pagedep->pd_list);
2492         dap->da_pagedep = pagedep;
2493         LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)], dap,
2494             da_pdlist);
2495         /*
2496          * Link into its inodedep. Put it on the id_bufwait list if the inode
2497          * is not yet written. If it is written, do the post-inode write
2498          * processing to put it on the id_pendinghd list.
2499          */
2500         (void) inodedep_lookup(fs, newinum, DEPALLOC, &inodedep);
2501         if ((inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE)
2502                 diradd_inode_written(dap, inodedep);
2503         else
2504                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &dap->da_list);
2505         FREE_LOCK(&lk);
2506 }
2507
2508 /*
2509  * This procedure is called to change the offset of a directory
2510  * entry when compacting a directory block which must be owned
2511  * exclusively by the caller. Note that the actual entry movement
2512  * must be done in this procedure to ensure that no I/O completions
2513  * occur while the move is in progress.
2514  *
2515  * Parameters:
2516  *      dp:     inode for directory
2517  *      base:           address of dp->i_offset
2518  *      oldloc:         address of old directory location
2519  *      newloc:         address of new directory location
2520  *      entrysize:      size of directory entry
2521  */
2522 void 
2523 softdep_change_directoryentry_offset(struct inode *dp, caddr_t base,
2524                                      caddr_t oldloc, caddr_t newloc,
2525                                      int entrysize)
2526 {
2527         int offset, oldoffset, newoffset;
2528         struct pagedep *pagedep;
2529         struct diradd *dap;
2530         ufs_lbn_t lbn;
2531
2532         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2533         lbn = lblkno(dp->i_fs, dp->i_offset);
2534         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2535         if (pagedep_lookup(dp, lbn, 0, &pagedep) == 0)
2536                 goto done;
2537         oldoffset = offset + (oldloc - base);
2538         newoffset = offset + (newloc - base);
2539
2540         LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(oldoffset)], da_pdlist) {
2541                 if (dap->da_offset != oldoffset)
2542                         continue;
2543                 dap->da_offset = newoffset;
2544                 if (DIRADDHASH(newoffset) == DIRADDHASH(oldoffset))
2545                         break;
2546                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
2547                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(newoffset)],
2548                     dap, da_pdlist);
2549                 break;
2550         }
2551         if (dap == NULL) {
2552
2553                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_pendinghd, da_pdlist) {
2554                         if (dap->da_offset == oldoffset) {
2555                                 dap->da_offset = newoffset;
2556                                 break;
2557                         }
2558                 }
2559         }
2560 done:
2561         bcopy(oldloc, newloc, entrysize);
2562         FREE_LOCK(&lk);
2563 }
2564
2565 /*
2566  * Free a diradd dependency structure. This routine must be called
2567  * with splbio interrupts blocked.
2568  */
2569 static void
2570 free_diradd(struct diradd *dap)
2571 {
2572         struct dirrem *dirrem;
2573         struct pagedep *pagedep;
2574         struct inodedep *inodedep;
2575         struct mkdir *mkdir, *nextmd;
2576
2577 #ifdef DEBUG
2578         if (lk.lkt_held == NOHOLDER)
2579                 panic("free_diradd: lock not held");
2580 #endif
2581         WORKLIST_REMOVE(&dap->da_list);
2582         LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
2583         if ((dap->da_state & DIRCHG) == 0) {
2584                 pagedep = dap->da_pagedep;
2585         } else {
2586                 dirrem = dap->da_previous;
2587                 pagedep = dirrem->dm_pagedep;
2588                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2589                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2590         }
2591         if (inodedep_lookup(VFSTOUFS(pagedep->pd_mnt)->um_fs, dap->da_newinum,
2592             0, &inodedep) != 0)
2593                 (void) free_inodedep(inodedep);
2594         if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) != 0) {
2595                 for (mkdir = LIST_FIRST(&mkdirlisthd); mkdir; mkdir = nextmd) {
2596                         nextmd = LIST_NEXT(mkdir, md_mkdirs);
2597                         if (mkdir->md_diradd != dap)
2598                                 continue;
2599                         dap->da_state &= ~mkdir->md_state;
2600                         WORKLIST_REMOVE(&mkdir->md_list);
2601                         LIST_REMOVE(mkdir, md_mkdirs);
2602                         WORKITEM_FREE(mkdir, D_MKDIR);
2603                 }
2604                 if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) != 0) {
2605                         FREE_LOCK(&lk);
2606                         panic("free_diradd: unfound ref");
2607                 }
2608         }
2609         WORKITEM_FREE(dap, D_DIRADD);
2610 }
2611
2612 /*
2613  * Directory entry removal dependencies.
2614  * 
2615  * When removing a directory entry, the entry's inode pointer must be
2616  * zero'ed on disk before the corresponding inode's link count is decremented
2617  * (possibly freeing the inode for re-use). This dependency is handled by
2618  * updating the directory entry but delaying the inode count reduction until
2619  * after the directory block has been written to disk. After this point, the
2620  * inode count can be decremented whenever it is convenient.
2621  */
2622
2623 /*
2624  * This routine should be called immediately after removing
2625  * a directory entry.  The inode's link count should not be
2626  * decremented by the calling procedure -- the soft updates
2627  * code will do this task when it is safe.
2628  *
2629  * Parameters:
2630  *      bp:             buffer containing directory block
2631  *      dp:             inode for the directory being modified
2632  *      ip:             inode for directory entry being removed
2633  *      isrmdir:        indicates if doing RMDIR
2634  */
2635 void 
2636 softdep_setup_remove(struct buf *bp, struct inode *dp, struct inode *ip,
2637                      int isrmdir)
2638 {
2639         struct dirrem *dirrem, *prevdirrem;
2640
2641         /*
2642          * Allocate a new dirrem if appropriate and ACQUIRE_LOCK.
2643          */
2644         dirrem = newdirrem(bp, dp, ip, isrmdir, &prevdirrem);
2645
2646         /*
2647          * If the COMPLETE flag is clear, then there were no active
2648          * entries and we want to roll back to a zeroed entry until
2649          * the new inode is committed to disk. If the COMPLETE flag is
2650          * set then we have deleted an entry that never made it to
2651          * disk. If the entry we deleted resulted from a name change,
2652          * then the old name still resides on disk. We cannot delete
2653          * its inode (returned to us in prevdirrem) until the zeroed
2654          * directory entry gets to disk. The new inode has never been
2655          * referenced on the disk, so can be deleted immediately.
2656          */
2657         if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2658                 LIST_INSERT_HEAD(&dirrem->dm_pagedep->pd_dirremhd, dirrem,
2659                     dm_next);
2660                 FREE_LOCK(&lk);
2661         } else {
2662                 if (prevdirrem != NULL)
2663                         LIST_INSERT_HEAD(&dirrem->dm_pagedep->pd_dirremhd,
2664                             prevdirrem, dm_next);
2665                 dirrem->dm_dirinum = dirrem->dm_pagedep->pd_ino;
2666                 FREE_LOCK(&lk);
2667                 handle_workitem_remove(dirrem);
2668         }
2669 }
2670
2671 /*
2672  * Allocate a new dirrem if appropriate and return it along with
2673  * its associated pagedep. Called without a lock, returns with lock.
2674  */
2675 static long num_dirrem;         /* number of dirrem allocated */
2676
2677 /*
2678  * Parameters:
2679  *      bp:             buffer containing directory block
2680  *      dp:             inode for the directory being modified
2681  *      ip:             inode for directory entry being removed
2682  *      isrmdir:        indicates if doing RMDIR
2683  *      prevdirremp:    previously referenced inode, if any
2684  */
2685 static struct dirrem *
2686 newdirrem(struct buf *bp, struct inode *dp, struct inode *ip,
2687           int isrmdir, struct dirrem **prevdirremp)
2688 {
2689         int offset;
2690         ufs_lbn_t lbn;
2691         struct diradd *dap;
2692         struct dirrem *dirrem;
2693         struct pagedep *pagedep;
2694
2695         /*
2696          * Whiteouts have no deletion dependencies.
2697          */
2698         if (ip == NULL)
2699                 panic("newdirrem: whiteout");
2700         /*
2701          * If we are over our limit, try to improve the situation.
2702          * Limiting the number of dirrem structures will also limit
2703          * the number of freefile and freeblks structures.
2704          */
2705         if (num_dirrem > max_softdeps / 2 && speedup_syncer() == 0)
2706                 (void) request_cleanup(FLUSH_REMOVE, 0);
2707         num_dirrem += 1;
2708         MALLOC(dirrem, struct dirrem *, sizeof(struct dirrem),
2709                 M_DIRREM, M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
2710         dirrem->dm_list.wk_type = D_DIRREM;
2711         dirrem->dm_state = isrmdir ? RMDIR : 0;
2712         dirrem->dm_mnt = ITOV(ip)->v_mount;
2713         dirrem->dm_oldinum = ip->i_number;
2714         *prevdirremp = NULL;
2715
2716         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2717         lbn = lblkno(dp->i_fs, dp->i_offset);
2718         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2719         if (pagedep_lookup(dp, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
2720                 WORKLIST_INSERT_BP(bp, &pagedep->pd_list);
2721         dirrem->dm_pagedep = pagedep;
2722         /*
2723          * Check for a diradd dependency for the same directory entry.
2724          * If present, then both dependencies become obsolete and can
2725          * be de-allocated. Check for an entry on both the pd_dirraddhd
2726          * list and the pd_pendinghd list.
2727          */
2728
2729         LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)], da_pdlist)
2730                 if (dap->da_offset == offset)
2731                         break;
2732         if (dap == NULL) {
2733
2734                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_pendinghd, da_pdlist)
2735                         if (dap->da_offset == offset)
2736                                 break;
2737                 if (dap == NULL)
2738                         return (dirrem);
2739         }
2740         /*
2741          * Must be ATTACHED at this point.
2742          */
2743         if ((dap->da_state & ATTACHED) == 0) {
2744                 FREE_LOCK(&lk);
2745                 panic("newdirrem: not ATTACHED");
2746         }
2747         if (dap->da_newinum != ip->i_number) {
2748                 FREE_LOCK(&lk);
2749                 panic("newdirrem: inum %"PRId64" should be %"PRId64,
2750                     ip->i_number, dap->da_newinum);
2751         }
2752         /*
2753          * If we are deleting a changed name that never made it to disk,
2754          * then return the dirrem describing the previous inode (which
2755          * represents the inode currently referenced from this entry on disk).
2756          */
2757         if ((dap->da_state & DIRCHG) != 0) {
2758                 *prevdirremp = dap->da_previous;
2759                 dap->da_state &= ~DIRCHG;
2760                 dap->da_pagedep = pagedep;
2761         }
2762         /*
2763          * We are deleting an entry that never made it to disk.
2764          * Mark it COMPLETE so we can delete its inode immediately.
2765          */
2766         dirrem->dm_state |= COMPLETE;
2767         free_diradd(dap);
2768         return (dirrem);
2769 }
2770
2771 /*
2772  * Directory entry change dependencies.
2773  * 
2774  * Changing an existing directory entry requires that an add operation
2775  * be completed first followed by a deletion. The semantics for the addition
2776  * are identical to the description of adding a new entry above except
2777  * that the rollback is to the old inode number rather than zero. Once
2778  * the addition dependency is completed, the removal is done as described
2779  * in the removal routine above.
2780  */
2781
2782 /*
2783  * This routine should be called immediately after changing
2784  * a directory entry.  The inode's link count should not be
2785  * decremented by the calling procedure -- the soft updates
2786  * code will perform this task when it is safe.
2787  *
2788  * Parameters:
2789  *      bp:             buffer containing directory block
2790  *      dp:             inode for the directory being modified
2791  *      ip:             inode for directory entry being removed
2792  *      newinum:        new inode number for changed entry
2793  *      isrmdir:        indicates if doing RMDIR
2794  */
2795 void 
2796 softdep_setup_directory_change(struct buf *bp, struct inode *dp,
2797                                struct inode *ip, ino_t newinum,
2798                                int isrmdir)
2799 {
2800         int offset;
2801         struct diradd *dap = NULL;
2802         struct dirrem *dirrem, *prevdirrem;
2803         struct pagedep *pagedep;
2804         struct inodedep *inodedep;
2805
2806         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2807
2808         /*
2809          * Whiteouts do not need diradd dependencies.
2810          */
2811         if (newinum != WINO) {
2812                 MALLOC(dap, struct diradd *, sizeof(struct diradd),
2813                     M_DIRADD, M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
2814                 dap->da_list.wk_type = D_DIRADD;
2815                 dap->da_state = DIRCHG | ATTACHED | DEPCOMPLETE;
2816                 dap->da_offset = offset;
2817                 dap->da_newinum = newinum;
2818         }
2819
2820         /*
2821          * Allocate a new dirrem and ACQUIRE_LOCK.
2822          */
2823         dirrem = newdirrem(bp, dp, ip, isrmdir, &prevdirrem);
2824         pagedep = dirrem->dm_pagedep;
2825         /*
2826          * The possible values for isrmdir:
2827          *      0 - non-directory file rename
2828          *      1 - directory rename within same directory
2829          *   inum - directory rename to new directory of given inode number
2830          * When renaming to a new directory, we are both deleting and
2831          * creating a new directory entry, so the link count on the new
2832          * directory should not change. Thus we do not need the followup
2833          * dirrem which is usually done in handle_workitem_remove. We set
2834          * the DIRCHG flag to tell handle_workitem_remove to skip the 
2835          * followup dirrem.
2836          */
2837         if (isrmdir > 1)
2838                 dirrem->dm_state |= DIRCHG;
2839
2840         /*
2841          * Whiteouts have no additional dependencies,
2842          * so just put the dirrem on the correct list.
2843          */
2844         if (newinum == WINO) {
2845                 if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2846                         LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_dirremhd, dirrem,
2847                             dm_next);
2848                 } else {
2849                         dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2850                         add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2851                 }
2852                 FREE_LOCK(&lk);
2853                 return;
2854         }
2855
2856         /*
2857          * If the COMPLETE flag is clear, then there were no active
2858          * entries and we want to roll back to the previous inode until
2859          * the new inode is committed to disk. If the COMPLETE flag is
2860          * set, then we have deleted an entry that never made it to disk.
2861          * If the entry we deleted resulted from a name change, then the old
2862          * inode reference still resides on disk. Any rollback that we do
2863          * needs to be to that old inode (returned to us in prevdirrem). If
2864          * the entry we deleted resulted from a create, then there is
2865          * no entry on the disk, so we want to roll back to zero rather
2866          * than the uncommitted inode. In either of the COMPLETE cases we
2867          * want to immediately free the unwritten and unreferenced inode.
2868          */
2869         if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2870                 dap->da_previous = dirrem;
2871         } else {
2872                 if (prevdirrem != NULL) {
2873                         dap->da_previous = prevdirrem;
2874                 } else {
2875                         dap->da_state &= ~DIRCHG;
2876                         dap->da_pagedep = pagedep;
2877                 }
2878                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2879                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2880         }
2881         /*
2882          * Link into its inodedep. Put it on the id_bufwait list if the inode
2883          * is not yet written. If it is written, do the post-inode write
2884          * processing to put it on the id_pendinghd list.
2885          */
2886         if (inodedep_lookup(dp->i_fs, newinum, DEPALLOC, &inodedep) == 0 ||
2887             (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
2888                 dap->da_state |= COMPLETE;
2889                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
2890                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_pendinghd, &dap->da_list);
2891         } else {
2892                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)],
2893                     dap, da_pdlist);
2894                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &dap->da_list);
2895         }
2896         FREE_LOCK(&lk);
2897 }
2898
2899 /*
2900  * Called whenever the link count on an inode is changed.
2901  * It creates an inode dependency so that the new reference(s)
2902  * to the inode cannot be committed to disk until the updated
2903  * inode has been written.
2904  *
2905  * Parameters:
2906  *      ip:     the inode with the increased link count
2907  */
2908 void
2909 softdep_change_linkcnt(struct inode *ip)
2910 {
2911         struct inodedep *inodedep;
2912
2913         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2914         (void) inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, DEPALLOC, &inodedep);
2915         if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2916                 FREE_LOCK(&lk);
2917                 panic("softdep_change_linkcnt: bad delta");
2918         }
2919         inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2920         FREE_LOCK(&lk);
2921 }
2922
2923 /*
2924  * This workitem decrements the inode's link count.
2925  * If the link count reaches zero, the file is removed.
2926  */
2927 static void 
2928 handle_workitem_remove(struct dirrem *dirrem)
2929 {
2930         struct inodedep *inodedep;
2931         struct vnode *vp;
2932         struct inode *ip;
2933         ino_t oldinum;
2934         int error;
2935
2936         error = VFS_VGET(dirrem->dm_mnt, NULL, dirrem->dm_oldinum, &vp);
2937         if (error) {
2938                 softdep_error("handle_workitem_remove: vget", error);
2939                 return;
2940         }
2941         ip = VTOI(vp);
2942         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2943         if ((inodedep_lookup(ip->i_fs, dirrem->dm_oldinum, 0, &inodedep)) == 0){
2944                 FREE_LOCK(&lk);
2945                 panic("handle_workitem_remove: lost inodedep");
2946         }
2947         /*
2948          * Normal file deletion.
2949          */
2950         if ((dirrem->dm_state & RMDIR) == 0) {
2951                 ip->i_nlink--;
2952                 ip->i_flag |= IN_CHANGE;
2953                 if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2954                         FREE_LOCK(&lk);
2955                         panic("handle_workitem_remove: bad file delta");
2956                 }
2957                 inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2958                 FREE_LOCK(&lk);
2959                 vput(vp);
2960                 num_dirrem -= 1;
2961                 WORKITEM_FREE(dirrem, D_DIRREM);
2962                 return;
2963         }
2964         /*
2965          * Directory deletion. Decrement reference count for both the
2966          * just deleted parent directory entry and the reference for ".".
2967          * Next truncate the directory to length zero. When the
2968          * truncation completes, arrange to have the reference count on
2969          * the parent decremented to account for the loss of "..".
2970          */
2971         ip->i_nlink -= 2;
2972         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
2973         if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2974                 FREE_LOCK(&lk);
2975                 panic("handle_workitem_remove: bad dir delta");
2976         }
2977         inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2978         FREE_LOCK(&lk);
2979         if ((error = ffs_truncate(vp, (off_t)0, 0, proc0.p_ucred)) != 0)
2980                 softdep_error("handle_workitem_remove: truncate", error);
2981         /*
2982          * Rename a directory to a new parent. Since, we are both deleting
2983          * and creating a new directory entry, the link count on the new
2984          * directory should not change. Thus we skip the followup dirrem.
2985          */
2986         if (dirrem->dm_state & DIRCHG) {
2987                 vput(vp);
2988                 num_dirrem -= 1;
2989                 WORKITEM_FREE(dirrem, D_DIRREM);
2990                 return;
2991         }
2992         /*
2993          * If the inodedep does not exist, then the zero'ed inode has
2994          * been written to disk. If the allocated inode has never been
2995          * written to disk, then the on-disk inode is zero'ed. In either
2996          * case we can remove the file immediately.
2997          */
2998         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2999         dirrem->dm_state = 0;
3000         oldinum = dirrem->dm_oldinum;
3001         dirrem->dm_oldinum = dirrem->dm_dirinum;
3002         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, oldinum, 0, &inodedep) == 0 ||
3003             check_inode_unwritten(inodedep)) {
3004                 FREE_LOCK(&lk);
3005                 vput(vp);
3006                 handle_workitem_remove(dirrem);
3007                 return;
3008         }
3009         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_inowait, &dirrem->dm_list);
3010         FREE_LOCK(&lk);
3011         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
3012         ffs_update(vp, 0);
3013         vput(vp);
3014 }
3015
3016 /*
3017  * Inode de-allocation dependencies.
3018  * 
3019  * When an inode's link count is reduced to zero, it can be de-allocated. We
3020  * found it convenient to postpone de-allocation until after the inode is
3021  * written to disk with its new link count (zero).  At this point, all of the
3022  * on-disk inode's block pointers are nullified and, with careful dependency
3023  * list ordering, all dependencies related to the inode will be satisfied and
3024  * the corresponding dependency structures de-allocated.  So, if/when the
3025  * inode is reused, there will be no mixing of old dependencies with new
3026  * ones.  This artificial dependency is set up by the block de-allocation
3027  * procedure above (softdep_setup_freeblocks) and completed by the
3028  * following procedure.
3029  */
3030 static void 
3031 handle_workitem_freefile(struct freefile *freefile)
3032 {
3033         struct vnode vp;
3034         struct inode tip;
3035         struct inodedep *idp;
3036         int error;
3037
3038 #ifdef DEBUG
3039         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3040         error = inodedep_lookup(freefile->fx_fs, freefile->fx_oldinum, 0, &idp);
3041         FREE_LOCK(&lk);
3042         if (error)
3043                 panic("handle_workitem_freefile: inodedep survived");
3044 #endif
3045         tip.i_devvp = freefile->fx_devvp;
3046         tip.i_dev = freefile->fx_devvp->v_rdev;
3047         tip.i_fs = freefile->fx_fs;
3048         vp.v_data = &tip;
3049         if ((error = ffs_freefile(&vp, freefile->fx_oldinum, freefile->fx_mode)) != 0)
3050                 softdep_error("handle_workitem_freefile", error);
3051         WORKITEM_FREE(freefile, D_FREEFILE);
3052 }
3053
3054 /*
3055  * Helper function which unlinks marker element from work list and returns
3056  * the next element on the list.
3057  */
3058 static __inline struct worklist *
3059 markernext(struct worklist *marker)
3060 {
3061         struct worklist *next;
3062
3063         next = LIST_NEXT(marker, wk_list);
3064         LIST_REMOVE(marker, wk_list);
3065         return next;
3066 }
3067
3068 /*
3069  * checkread, checkwrite
3070  *
3071  */
3072 static  int
3073 softdep_checkread(struct buf *bp)
3074 {
3075         return(0);
3076 }
3077
3078 static  int
3079 softdep_checkwrite(struct buf *bp)
3080 {
3081         return(0);
3082 }
3083
3084 /*
3085  * Disk writes.
3086  * 
3087  * The dependency structures constructed above are most actively used when file
3088  * system blocks are written to disk.  No constraints are placed on when a
3089  * block can be written, but unsatisfied update dependencies are made safe by
3090  * modifying (or replacing) the source memory for the duration of the disk
3091  * write.  When the disk write completes, the memory block is again brought
3092  * up-to-date.
3093  *
3094  * In-core inode structure reclamation.
3095  * 
3096  * Because there are a finite number of "in-core" inode structures, they are
3097  * reused regularly.  By transferring all inode-related dependencies to the
3098  * in-memory inode block and indexing them separately (via "inodedep"s), we
3099  * can allow "in-core" inode structures to be reused at any time and avoid
3100  * any increase in contention.
3101  *
3102  * Called just before entering the device driver to initiate a new disk I/O.
3103  * The buffer must be locked, thus, no I/O completion operations can occur
3104  * while we are manipulating its associated dependencies.
3105  *
3106  * Parameters:
3107  *      bp:     structure describing disk write to occur
3108  */
3109 static void 
3110 softdep_disk_io_initiation(struct buf *bp)
3111 {
3112         struct worklist *wk;
3113         struct worklist marker;
3114         struct indirdep *indirdep;
3115
3116         /*
3117          * We only care about write operations. There should never
3118          * be dependencies for reads.
3119          */
3120         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3121                 panic("softdep_disk_io_initiation: read");
3122
3123         marker.wk_type = D_LAST + 1;    /* Not a normal workitem */
3124         
3125         /*
3126          * Do any necessary pre-I/O processing.
3127          */
3128         for (wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep); wk; wk = markernext(&marker)) {
3129                 LIST_INSERT_AFTER(wk, &marker, wk_list);
3130
3131                 switch (wk->wk_type) {
3132
3133                 case D_PAGEDEP:
3134                         initiate_write_filepage(WK_PAGEDEP(wk), bp);
3135                         continue;
3136
3137                 case D_INODEDEP:
3138                         initiate_write_inodeblock(WK_INODEDEP(wk), bp);
3139                         continue;
3140
3141                 case D_INDIRDEP:
3142                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
3143                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY)
3144                                 panic("disk_io_initiation: indirdep gone");
3145                         /*
3146                          * If there are no remaining dependencies, this
3147                          * will be writing the real pointers, so the
3148                          * dependency can be freed.
3149                          */
3150                         if (LIST_FIRST(&indirdep->ir_deplisthd) == NULL) {
3151                                 indirdep->ir_savebp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
3152                                 brelse(indirdep->ir_savebp);
3153                                 /* inline expand WORKLIST_REMOVE(wk); */
3154                                 wk->wk_state &= ~ONWORKLIST;
3155                                 LIST_REMOVE(wk, wk_list);
3156                                 WORKITEM_FREE(indirdep, D_INDIRDEP);
3157                                 continue;
3158                         }
3159                         /*
3160                          * Replace up-to-date version with safe version.
3161                          */
3162                         MALLOC(indirdep->ir_saveddata, caddr_t, bp->b_bcount,
3163                             M_INDIRDEP, M_SOFTDEP_FLAGS);
3164                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3165                         indirdep->ir_state &= ~ATTACHED;
3166                         indirdep->ir_state |= UNDONE;
3167                         bcopy(bp->b_data, indirdep->ir_saveddata, bp->b_bcount);
3168                         bcopy(indirdep->ir_savebp->b_data, bp->b_data,
3169                             bp->b_bcount);
3170                         FREE_LOCK(&lk);
3171                         continue;
3172
3173                 case D_MKDIR:
3174                 case D_BMSAFEMAP:
3175                 case D_ALLOCDIRECT:
3176                 case D_ALLOCINDIR:
3177                         continue;
3178
3179                 default:
3180                         panic("handle_disk_io_initiation: Unexpected type %s",
3181                             TYPENAME(wk->wk_type));
3182                         /* NOTREACHED */
3183                 }
3184         }
3185 }
3186
3187 /*
3188  * Called from within the procedure above to deal with unsatisfied
3189  * allocation dependencies in a directory. The buffer must be locked,
3190  * thus, no I/O completion operations can occur while we are
3191  * manipulating its associated dependencies.
3192  */
3193 static void
3194 initiate_write_filepage(struct pagedep *pagedep, struct buf *bp)
3195 {
3196         struct diradd *dap;
3197         struct direct *ep;
3198         int i;
3199
3200         if (pagedep->pd_state & IOSTARTED) {
3201                 /*
3202                  * This can only happen if there is a driver that does not
3203                  * understand chaining. Here biodone will reissue the call
3204                  * to strategy for the incomplete buffers.
3205                  */
3206                 kprintf("initiate_write_filepage: already started\n");
3207                 return;
3208         }
3209         pagedep->pd_state |= IOSTARTED;
3210         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3211         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
3212                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[i], da_pdlist) {
3213                         ep = (struct direct *)
3214                             ((char *)bp->b_data + dap->da_offset);
3215                         if (ep->d_ino != dap->da_newinum) {
3216                                 FREE_LOCK(&lk);
3217                                 panic("%s: dir inum %d != new %"PRId64,
3218                                     "initiate_write_filepage",
3219                                     ep->d_ino, dap->da_newinum);
3220                         }
3221                         if (dap->da_state & DIRCHG)
3222                                 ep->d_ino = dap->da_previous->dm_oldinum;
3223                         else
3224                                 ep->d_ino = 0;
3225                         dap->da_state &= ~ATTACHED;
3226                         dap->da_state |= UNDONE;
3227                 }
3228         }
3229         FREE_LOCK(&lk);
3230 }
3231
3232 /*
3233  * Called from within the procedure above to deal with unsatisfied
3234  * allocation dependencies in an inodeblock. The buffer must be
3235  * locked, thus, no I/O completion operations can occur while we
3236  * are manipulating its associated dependencies.
3237  *
3238  * Parameters:
3239  *      bp:     The inode block
3240  */
3241 static void 
3242 initiate_write_inodeblock(struct inodedep *inodedep, struct buf *bp)
3243 {
3244         struct allocdirect *adp, *lastadp;
3245         struct ufs1_dinode *dp;
3246         struct ufs1_dinode *sip;
3247         struct fs *fs;
3248         ufs_lbn_t prevlbn = 0;
3249         int i, deplist;
3250
3251         if (inodedep->id_state & IOSTARTED)
3252                 panic("initiate_write_inodeblock: already started");
3253         inodedep->id_state |= IOSTARTED;
3254         fs = inodedep->id_fs;
3255         dp = (struct ufs1_dinode *)bp->b_data +
3256             ino_to_fsbo(fs, inodedep->id_ino);
3257         /*
3258          * If the bitmap is not yet written, then the allocated
3259          * inode cannot be written to disk.
3260          */
3261         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) == 0) {
3262                 if (inodedep->id_savedino != NULL)
3263                         panic("initiate_write_inodeblock: already doing I/O");
3264                 MALLOC(sip, struct ufs1_dinode *,
3265                     sizeof(struct ufs1_dinode), M_INODEDEP, M_SOFTDEP_FLAGS);
3266                 inodedep->id_savedino = sip;
3267                 *inodedep->id_savedino = *dp;
3268                 bzero((caddr_t)dp, sizeof(struct ufs1_dinode));
3269                 dp->di_gen = inodedep->id_savedino->di_gen;
3270                 return;
3271         }
3272         /*
3273          * If no dependencies, then there is nothing to roll back.
3274          */
3275         inodedep->id_savedsize = dp->di_size;
3276         if (TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) == NULL)
3277                 return;
3278         /*
3279          * Set the dependencies to busy.
3280          */
3281         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3282         for (deplist = 0, adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp;
3283              adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next)) {
3284 #ifdef DIAGNOSTIC
3285                 if (deplist != 0 && prevlbn >= adp->ad_lbn) {
3286                         FREE_LOCK(&lk);
3287                         panic("softdep_write_inodeblock: lbn order");
3288                 }
3289                 prevlbn = adp->ad_lbn;
3290                 if (adp->ad_lbn < NDADDR &&
3291                     dp->di_db[adp->ad_lbn] != adp->ad_newblkno) {
3292                         FREE_LOCK(&lk);
3293                         panic("%s: direct pointer #%ld mismatch %d != %d",
3294                             "softdep_write_inodeblock", adp->ad_lbn,
3295                             dp->di_db[adp->ad_lbn], adp->ad_newblkno);
3296                 }
3297                 if (adp->ad_lbn >= NDADDR &&
3298                     dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] != adp->ad_newblkno) {
3299                         FREE_LOCK(&lk);
3300                         panic("%s: indirect pointer #%ld mismatch %d != %d",
3301                             "softdep_write_inodeblock", adp->ad_lbn - NDADDR,
3302                             dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR], adp->ad_newblkno);
3303                 }
3304                 deplist |= 1 << adp->ad_lbn;
3305                 if ((adp->ad_state & ATTACHED) == 0) {
3306                         FREE_LOCK(&lk);
3307                         panic("softdep_write_inodeblock: Unknown state 0x%x",
3308                             adp->ad_state);
3309                 }
3310 #endif /* DIAGNOSTIC */
3311                 adp->ad_state &= ~ATTACHED;
3312                 adp->ad_state |= UNDONE;
3313         }
3314         /*
3315          * The on-disk inode cannot claim to be any larger than the last
3316          * fragment that has been written. Otherwise, the on-disk inode
3317          * might have fragments that were not the last block in the file
3318          * which would corrupt the filesystem.
3319          */
3320         for (lastadp = NULL, adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp;
3321              lastadp = adp, adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next)) {
3322                 if (adp->ad_lbn >= NDADDR)
3323                         break;
3324                 dp->di_db[adp->ad_lbn] = adp->ad_oldblkno;
3325                 /* keep going until hitting a rollback to a frag */
3326                 if (adp->ad_oldsize == 0 || adp->ad_oldsize == fs->fs_bsize)
3327                         continue;
3328                 dp->di_size = fs->fs_bsize * adp->ad_lbn + adp->ad_oldsize;
3329                 for (i = adp->ad_lbn + 1; i < NDADDR; i++) {
3330 #ifdef DIAGNOSTIC
3331                         if (dp->di_db[i] != 0 && (deplist & (1 << i)) == 0) {
3332                                 FREE_LOCK(&lk);
3333                                 panic("softdep_write_inodeblock: lost dep1");
3334                         }
3335 #endif /* DIAGNOSTIC */
3336                         dp->di_db[i] = 0;
3337                 }
3338                 for (i = 0; i < NIADDR; i++) {
3339 #ifdef DIAGNOSTIC
3340                         if (dp->di_ib[i] != 0 &&
3341                             (deplist & ((1 << NDADDR) << i)) == 0) {
3342                                 FREE_LOCK(&lk);
3343                                 panic("softdep_write_inodeblock: lost dep2");
3344                         }
3345 #endif /* DIAGNOSTIC */
3346                         dp->di_ib[i] = 0;
3347                 }
3348                 FREE_LOCK(&lk);
3349                 return;
3350         }
3351         /*
3352          * If we have zero'ed out the last allocated block of the file,
3353          * roll back the size to the last currently allocated block.
3354          * We know that this last allocated block is a full-sized as
3355          * we already checked for fragments in the loop above.
3356          */
3357         if (lastadp != NULL &&
3358             dp->di_size <= (lastadp->ad_lbn + 1) * fs->fs_bsize) {
3359                 for (i = lastadp->ad_lbn; i >= 0; i--)
3360                         if (dp->di_db[i] != 0)
3361                                 break;
3362                 dp->di_size = (i + 1) * fs->fs_bsize;
3363         }
3364         /*
3365          * The only dependencies are for indirect blocks.
3366          *
3367          * The file size for indirect block additions is not guaranteed.
3368          * Such a guarantee would be non-trivial to achieve. The conventional
3369          * synchronous write implementation also does not make this guarantee.
3370          * Fsck should catch and fix discrepancies. Arguably, the file size
3371          * can be over-estimated without destroying integrity when the file
3372          * moves into the indirect blocks (i.e., is large). If we want to
3373          * postpone fsck, we are stuck with this argument.
3374          */
3375         for (; adp; adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next))
3376                 dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] = 0;
3377         FREE_LOCK(&lk);
3378 }
3379
3380 /*
3381  * This routine is called during the completion interrupt
3382  * service routine for a disk write (from the procedure called
3383  * by the device driver to inform the filesystem caches of
3384  * a request completion).  It should be called early in this
3385  * procedure, before the block is made available to other
3386  * processes or other routines are called.
3387  *
3388  * Parameters:
3389  *      bp:     describes the completed disk write
3390  */
3391 static void 
3392 softdep_disk_write_complete(struct buf *bp)
3393 {
3394         struct worklist *wk;
3395         struct workhead reattach;
3396         struct newblk *newblk;
3397         struct allocindir *aip;
3398         struct allocdirect *adp;
3399         struct indirdep *indirdep;
3400         struct inodedep *inodedep;
3401         struct bmsafemap *bmsafemap;
3402
3403 #ifdef DEBUG
3404         if (lk.lkt_held != NOHOLDER)
3405                 panic("softdep_disk_write_complete: lock is held");
3406         lk.lkt_held = SPECIAL_FLAG;
3407 #endif
3408         LIST_INIT(&reattach);
3409         while ((wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
3410                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3411                 switch (wk->wk_type) {
3412
3413                 case D_PAGEDEP:
3414                         if (handle_written_filepage(WK_PAGEDEP(wk), bp))
3415                                 WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3416                         continue;
3417
3418                 case D_INODEDEP:
3419                         if (handle_written_inodeblock(WK_INODEDEP(wk), bp))
3420                                 WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3421                         continue;
3422
3423                 case D_BMSAFEMAP:
3424                         bmsafemap = WK_BMSAFEMAP(wk);
3425                         while ((newblk = LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_newblkhd))) {
3426                                 newblk->nb_state |= DEPCOMPLETE;
3427                                 newblk->nb_bmsafemap = NULL;
3428                                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
3429                         }
3430                         while ((adp =
3431                            LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_allocdirecthd))) {
3432                                 adp->ad_state |= DEPCOMPLETE;
3433                                 adp->ad_buf = NULL;
3434                                 LIST_REMOVE(adp, ad_deps);
3435                                 handle_allocdirect_partdone(adp);
3436                         }
3437                         while ((aip =
3438                             LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_allocindirhd))) {
3439                                 aip->ai_state |= DEPCOMPLETE;
3440                                 aip->ai_buf = NULL;
3441                                 LIST_REMOVE(aip, ai_deps);
3442                                 handle_allocindir_partdone(aip);
3443                         }
3444                         while ((inodedep =
3445                              LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_inodedephd)) != NULL) {
3446                                 inodedep->id_state |= DEPCOMPLETE;
3447                                 LIST_REMOVE(inodedep, id_deps);
3448                                 inodedep->id_buf = NULL;
3449                         }
3450                         WORKITEM_FREE(bmsafemap, D_BMSAFEMAP);
3451                         continue;
3452
3453                 case D_MKDIR:
3454                         handle_written_mkdir(WK_MKDIR(wk), MKDIR_BODY);
3455                         continue;
3456
3457                 case D_ALLOCDIRECT:
3458                         adp = WK_ALLOCDIRECT(wk);
3459                         adp->ad_state |= COMPLETE;
3460                         handle_allocdirect_partdone(adp);
3461                         continue;
3462
3463                 case D_ALLOCINDIR:
3464                         aip = WK_ALLOCINDIR(wk);
3465                         aip->ai_state |= COMPLETE;
3466                         handle_allocindir_partdone(aip);
3467                         continue;
3468
3469                 case D_INDIRDEP:
3470                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
3471                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) {
3472                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3473                                 panic("disk_write_complete: indirdep gone");
3474                         }
3475                         bcopy(indirdep->ir_saveddata, bp->b_data, bp->b_bcount);
3476                         FREE(indirdep->ir_saveddata, M_INDIRDEP);
3477                         indirdep->ir_saveddata = 0;
3478                         indirdep->ir_state &= ~UNDONE;
3479                         indirdep->ir_state |= ATTACHED;
3480                         while ((aip = LIST_FIRST(&indirdep->ir_donehd)) != 0) {
3481                                 handle_allocindir_partdone(aip);
3482                                 if (aip == LIST_FIRST(&indirdep->ir_donehd)) {
3483                                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3484                                         panic("disk_write_complete: not gone");
3485                                 }
3486                         }
3487                         WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3488                         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3489                                 stat_indir_blk_ptrs++;
3490                         bdirty(bp);
3491                         continue;
3492
3493                 default:
3494                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3495                         panic("handle_disk_write_complete: Unknown type %s",
3496                             TYPENAME(wk->wk_type));
3497                         /* NOTREACHED */
3498                 }
3499         }
3500         /*
3501          * Reattach any requests that must be redone.
3502          */
3503         while ((wk = LIST_FIRST(&reattach)) != NULL) {
3504                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3505                 WORKLIST_INSERT_BP(bp, wk);
3506         }
3507 #ifdef DEBUG
3508         if (lk.lkt_held != SPECIAL_FLAG)
3509                 panic("softdep_disk_write_complete: lock lost");
3510         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3511 #endif
3512 }
3513
3514 /*
3515  * Called from within softdep_disk_write_complete above. Note that
3516  * this routine is always called from interrupt level with further
3517  * splbio interrupts blocked.
3518  *
3519  * Parameters:
3520  *      adp:    the completed allocdirect
3521  */
3522 static void 
3523 handle_allocdirect_partdone(struct allocdirect *adp)
3524 {
3525         struct allocdirect *listadp;
3526         struct inodedep *inodedep;
3527         long bsize;
3528
3529         if ((adp->ad_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3530                 return;
3531         if (adp->ad_buf != NULL) {
3532                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3533                 panic("handle_allocdirect_partdone: dangling dep");
3534         }
3535         /*
3536          * The on-disk inode cannot claim to be any larger than the last
3537          * fragment that has been written. Otherwise, the on-disk inode
3538          * might have fragments that were not the last block in the file
3539          * which would corrupt the filesystem. Thus, we cannot free any
3540          * allocdirects after one whose ad_oldblkno claims a fragment as
3541          * these blocks must be rolled back to zero before writing the inode.
3542          * We check the currently active set of allocdirects in id_inoupdt.
3543          */
3544         inodedep = adp->ad_inodedep;
3545         bsize = inodedep->id_fs->fs_bsize;
3546         TAILQ_FOREACH(listadp, &inodedep->id_inoupdt, ad_next) {
3547                 /* found our block */
3548                 if (listadp == adp)
3549                         break;
3550                 /* continue if ad_oldlbn is not a fragment */
3551                 if (listadp->ad_oldsize == 0 ||
3552                     listadp->ad_oldsize == bsize)
3553                         continue;
3554                 /* hit a fragment */
3555                 return;
3556         }
3557         /*
3558          * If we have reached the end of the current list without
3559          * finding the just finished dependency, then it must be
3560          * on the future dependency list. Future dependencies cannot
3561          * be freed until they are moved to the current list.
3562          */
3563         if (listadp == NULL) {
3564 #ifdef DEBUG
3565                 TAILQ_FOREACH(listadp, &inodedep->id_newinoupdt, ad_next)
3566                         /* found our block */
3567                         if (listadp == adp)
3568                                 break;
3569                 if (listadp == NULL) {
3570                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3571                         panic("handle_allocdirect_partdone: lost dep");
3572                 }
3573 #endif /* DEBUG */
3574                 return;
3575         }
3576         /*
3577          * If we have found the just finished dependency, then free
3578          * it along with anything that follows it that is complete.
3579          */
3580         for (; adp; adp = listadp) {
3581                 listadp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next);
3582                 if ((adp->ad_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3583                         return;
3584                 free_allocdirect(&inodedep->id_inoupdt, adp, 1);
3585         }
3586 }
3587
3588 /*
3589  * Called from within softdep_disk_write_complete above. Note that
3590  * this routine is always called from interrupt level with further
3591  * splbio interrupts blocked.
3592  *
3593  * Parameters:
3594  *      aip:    the completed allocindir
3595  */
3596 static void
3597 handle_allocindir_partdone(struct allocindir *aip)
3598 {
3599         struct indirdep *indirdep;
3600
3601         if ((aip->ai_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3602                 return;
3603         if (aip->ai_buf != NULL) {
3604                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3605                 panic("handle_allocindir_partdone: dangling dependency");
3606         }
3607         indirdep = aip->ai_indirdep;
3608         if (indirdep->ir_state & UNDONE) {
3609                 LIST_REMOVE(aip, ai_next);
3610                 LIST_INSERT_HEAD(&indirdep->ir_donehd, aip, ai_next);
3611                 return;
3612         }
3613         ((ufs_daddr_t *)indirdep->ir_savebp->b_data)[aip->ai_offset] =
3614             aip->ai_newblkno;
3615         LIST_REMOVE(aip, ai_next);
3616         if (aip->ai_freefrag != NULL)
3617                 add_to_worklist(&aip->ai_freefrag->ff_list);
3618         WORKITEM_FREE(aip, D_ALLOCINDIR);
3619 }
3620
3621 /*
3622  * Called from within softdep_disk_write_complete above to restore
3623  * in-memory inode block contents to their most up-to-date state. Note
3624  * that this routine is always called from interrupt level with further
3625  * splbio interrupts blocked.
3626  *
3627  * Parameters:
3628  *      bp:     buffer containing the inode block
3629  */
3630 static int 
3631 handle_written_inodeblock(struct inodedep *inodedep, struct buf *bp)
3632 {
3633         struct worklist *wk, *filefree;
3634         struct allocdirect *adp, *nextadp;
3635         struct ufs1_dinode *dp;
3636         int hadchanges;
3637
3638         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) == 0) {
3639                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3640                 panic("handle_written_inodeblock: not started");
3641         }
3642         inodedep->id_state &= ~IOSTARTED;
3643         dp = (struct ufs1_dinode *)bp->b_data +
3644             ino_to_fsbo(inodedep->id_fs, inodedep->id_ino);
3645         /*
3646          * If we had to rollback the inode allocation because of
3647          * bitmaps being incomplete, then simply restore it.
3648          * Keep the block dirty so that it will not be reclaimed until
3649          * all associated dependencies have been cleared and the
3650          * corresponding updates written to disk.
3651          */
3652         if (inodedep->id_savedino != NULL) {
3653                 *dp = *inodedep->id_savedino;
3654                 FREE(inodedep->id_savedino, M_INODEDEP);
3655                 inodedep->id_savedino = NULL;
3656                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3657                         stat_inode_bitmap++;
3658                 bdirty(bp);
3659                 return (1);
3660         }
3661         inodedep->id_state |= COMPLETE;
3662         /*
3663          * Roll forward anything that had to be rolled back before 
3664          * the inode could be updated.
3665          */
3666         hadchanges = 0;
3667         for (adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp; adp = nextadp) {
3668                 nextadp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next);
3669                 if (adp->ad_state & ATTACHED) {
3670                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3671                         panic("handle_written_inodeblock: new entry");
3672                 }
3673                 if (adp->ad_lbn < NDADDR) {
3674                         if (dp->di_db[adp->ad_lbn] != adp->ad_oldblkno) {
3675                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3676                                 panic("%s: %s #%ld mismatch %d != %d",
3677                                     "handle_written_inodeblock",
3678                                     "direct pointer", adp->ad_lbn,
3679                                     dp->di_db[adp->ad_lbn], adp->ad_oldblkno);
3680                         }
3681                         dp->di_db[adp->ad_lbn] = adp->ad_newblkno;
3682                 } else {
3683                         if (dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] != 0) {
3684                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3685                                 panic("%s: %s #%ld allocated as %d",
3686                                     "handle_written_inodeblock",
3687                                     "indirect pointer", adp->ad_lbn - NDADDR,
3688                                     dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR]);
3689                         }
3690                         dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] = adp->ad_newblkno;
3691                 }
3692                 adp->ad_state &= ~UNDONE;
3693                 adp->ad_state |= ATTACHED;
3694                 hadchanges = 1;
3695         }
3696         if (hadchanges && (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3697                 stat_direct_blk_ptrs++;
3698         /*
3699          * Reset the file size to its most up-to-date value.
3700          */
3701         if (inodedep->id_savedsize == -1) {
3702                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3703                 panic("handle_written_inodeblock: bad size");
3704         }
3705         if (dp->di_size != inodedep->id_savedsize) {
3706                 dp->di_size = inodedep->id_savedsize;
3707                 hadchanges = 1;
3708         }
3709         inodedep->id_savedsize = -1;
3710         /*
3711          * If there were any rollbacks in the inode block, then it must be
3712          * marked dirty so that its will eventually get written back in
3713          * its correct form.
3714          */
3715         if (hadchanges)
3716                 bdirty(bp);
3717         /*
3718          * Process any allocdirects that completed during the update.
3719          */
3720         if ((adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt)) != NULL)
3721                 handle_allocdirect_partdone(adp);
3722         /*
3723          * Process deallocations that were held pending until the
3724          * inode had been written to disk. Freeing of the inode
3725          * is delayed until after all blocks have been freed to
3726          * avoid creation of new <vfsid, inum, lbn> triples
3727          * before the old ones have been deleted.
3728          */
3729         filefree = NULL;
3730         while ((wk = LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait)) != NULL) {
3731                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3732                 switch (wk->wk_type) {
3733
3734                 case D_FREEFILE:
3735                         /*
3736                          * We defer adding filefree to the worklist until
3737                          * all other additions have been made to ensure
3738                          * that it will be done after all the old blocks
3739                          * have been freed.
3740                          */
3741                         if (filefree != NULL) {
3742                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3743                                 panic("handle_written_inodeblock: filefree");
3744                         }
3745                         filefree = wk;
3746                         continue;
3747
3748                 case D_MKDIR:
3749                         handle_written_mkdir(WK_MKDIR(wk), MKDIR_PARENT);
3750                         continue;
3751
3752                 case D_DIRADD:
3753                         diradd_inode_written(WK_DIRADD(wk), inodedep);
3754                         continue;
3755
3756                 case D_FREEBLKS:
3757                         wk->wk_state |= COMPLETE;
3758                         if ((wk->wk_state  & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3759                                 continue;
3760                         /* -- fall through -- */
3761                 case D_FREEFRAG:
3762                 case D_DIRREM:
3763                         add_to_worklist(wk);
3764                         continue;
3765
3766                 default:
3767                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3768                         panic("handle_written_inodeblock: Unknown type %s",
3769                             TYPENAME(wk->wk_type));
3770                         /* NOTREACHED */
3771                 }
3772         }
3773         if (filefree != NULL) {
3774                 if (free_inodedep(inodedep) == 0) {
3775                         lk.lkt_held = NOHOLDER;
3776                         panic("handle_written_inodeblock: live inodedep");
3777                 }
3778                 add_to_worklist(filefree);
3779                 return (0);
3780         }
3781
3782         /*
3783          * If no outstanding dependencies, free it.
3784          */
3785         if (free_inodedep(inodedep) || TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) == 0)
3786                 return (0);
3787         return (hadchanges);
3788 }
3789
3790 /*
3791  * Process a diradd entry after its dependent inode has been written.
3792  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
3793  */
3794 static void
3795 diradd_inode_written(struct diradd *dap, struct inodedep *inodedep)
3796 {
3797         struct pagedep *pagedep;
3798
3799         dap->da_state |= COMPLETE;
3800         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3801                 if (dap->da_state & DIRCHG)
3802                         pagedep = dap->da_previous->dm_pagedep;
3803                 else
3804                         pagedep = dap->da_pagedep;
3805                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3806                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
3807         }
3808         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_pendinghd, &dap->da_list);
3809 }
3810
3811 /*
3812  * Handle the completion of a mkdir dependency.
3813  */
3814 static void
3815 handle_written_mkdir(struct mkdir *mkdir, int type)
3816 {
3817         struct diradd *dap;
3818         struct pagedep *pagedep;
3819
3820         if (mkdir->md_state != type) {
3821                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3822                 panic("handle_written_mkdir: bad type");
3823         }
3824         dap = mkdir->md_diradd;
3825         dap->da_state &= ~type;
3826         if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) == 0)
3827                 dap->da_state |= DEPCOMPLETE;
3828         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3829                 if (dap->da_state & DIRCHG)
3830                         pagedep = dap->da_previous->dm_pagedep;
3831                 else
3832                         pagedep = dap->da_pagedep;
3833                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3834                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
3835         }
3836         LIST_REMOVE(mkdir, md_mkdirs);
3837         WORKITEM_FREE(mkdir, D_MKDIR);
3838 }
3839
3840 /*
3841  * Called from within softdep_disk_write_complete above.
3842  * A write operation was just completed. Removed inodes can
3843  * now be freed and associated block pointers may be committed.
3844  * Note that this routine is always called from interrupt level
3845  * with further splbio interrupts blocked.
3846  *
3847  * Parameters:
3848  *      bp:     buffer containing the written page
3849  */
3850 static int 
3851 handle_written_filepage(struct pagedep *pagedep, struct buf *bp)
3852 {
3853         struct dirrem *dirrem;
3854         struct diradd *dap, *nextdap;
3855         struct direct *ep;
3856         int i, chgs;
3857
3858         if ((pagedep->pd_state & IOSTARTED) == 0) {
3859                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3860                 panic("handle_written_filepage: not started");
3861         }
3862         pagedep->pd_state &= ~IOSTARTED;
3863         /*
3864          * Process any directory removals that have been committed.
3865          */
3866         while ((dirrem = LIST_FIRST(&pagedep->pd_dirremhd)) != NULL) {
3867                 LIST_REMOVE(dirrem, dm_next);
3868                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
3869                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
3870         }
3871         /*
3872          * Free any directory additions that have been committed.
3873          */
3874         while ((dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd)) != NULL)
3875                 free_diradd(dap);
3876         /*
3877          * Uncommitted directory entries must be restored.
3878          */
3879         for (chgs = 0, i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
3880                 for (dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i]); dap;
3881                      dap = nextdap) {
3882                         nextdap = LIST_NEXT(dap, da_pdlist);
3883                         if (dap->da_state & ATTACHED) {
3884                                 lk.lkt_held = NOHOLDER;
3885                                 panic("handle_written_filepage: attached");
3886                         }
3887                         ep = (struct direct *)
3888                             ((char *)bp->b_data + dap->da_offset);
3889                         ep->d_ino = dap->da_newinum;
3890                         dap->da_state &= ~UNDONE;
3891                         dap->da_state |= ATTACHED;
3892                         chgs = 1;
3893                         /*
3894                          * If the inode referenced by the directory has
3895                          * been written out, then the dependency can be
3896                          * moved to the pending list.
3897                          */
3898                         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3899                                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3900                                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap,
3901                                     da_pdlist);
3902                         }
3903                 }
3904         }
3905         /*
3906          * If there were any rollbacks in the directory, then it must be
3907          * marked dirty so that its will eventually get written back in
3908          * its correct form.
3909          */
3910         if (chgs) {
3911                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3912                         stat_dir_entry++;
3913                 bdirty(bp);
3914         }
3915         /*
3916          * If no dependencies remain, the pagedep will be freed.
3917          * Otherwise it will remain to update the page before it
3918          * is written back to disk.
3919          */
3920         if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd) == 0) {
3921                 for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
3922                         if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i]) != NULL)
3923                                 break;
3924                 if (i == DAHASHSZ) {
3925                         LIST_REMOVE(pagedep, pd_hash);
3926                         WORKITEM_FREE(pagedep, D_PAGEDEP);
3927                         return (0);
3928                 }
3929         }
3930         return (1);
3931 }
3932
3933 /*
3934  * Writing back in-core inode structures.
3935  * 
3936  * The filesystem only accesses an inode's contents when it occupies an
3937  * "in-core" inode structure.  These "in-core" structures are separate from
3938  * the page frames used to cache inode blocks.  Only the latter are