b486ab2279e044b2a82b65d8cad868c09131bb47
[dragonfly.git] / sys / vfs / gnu / ext2fs / ext2_alloc.c
1 /*
2  *  modified for Lites 1.1
3  *
4  *  Aug 1995, Godmar Back (gback@cs.utah.edu)
5  *  University of Utah, Department of Computer Science
6  */
7 /*
8  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
9  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
20  *    must display the following acknowledgement:
21  *      This product includes software developed by the University of
22  *      California, Berkeley and its contributors.
23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
25  *    without specific prior written permission.
26  *
27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
37  * SUCH DAMAGE.
38  *
39  *      @(#)ext2_alloc.c        8.8 (Berkeley) 2/21/94
40  * $FreeBSD: src/sys/gnu/ext2fs/ext2_alloc.c,v 1.28.2.2 2002/07/01 00:18:51 iedowse Exp $
41  * $DragonFly: src/sys/vfs/gnu/ext2fs/ext2_alloc.c,v 1.7 2005/08/02 13:03:55 joerg Exp $
42  */
43
44 #include "opt_quota.h"
45
46 #include <sys/param.h>
47 #include <sys/systm.h>
48 #include <sys/conf.h>
49 #include <sys/vnode.h>
50 #include <sys/stat.h>
51 #include <sys/mount.h>
52 #include <sys/syslog.h>
53
54 #include <machine/inttypes.h>
55
56 #include <vfs/ufs/quota.h>
57 #include <vfs/ufs/inode.h>
58 #include <vfs/ufs/ufsmount.h>
59
60 #include "ext2_fs.h"
61 #include "ext2_fs_sb.h"
62 #include "fs.h"
63 #include "ext2_extern.h"
64
65 static void     ext2_fserr (struct ext2_sb_info *, u_int, char *);
66
67 /*
68  * Linux calls this functions at the following locations:
69  * (1) the inode is freed
70  * (2) a preallocation miss occurs
71  * (3) truncate is called
72  * (4) release_file is called and f_mode & 2
73  *
74  * I call it in ext2_inactive, ext2_truncate, ext2_vfree and in (2)
75  * the call in vfree might be redundant
76  */
77 void
78 ext2_discard_prealloc(struct inode *ip)
79 {
80 #ifdef EXT2_PREALLOCATE
81         if (ip->i_prealloc_count) {
82                 int i = ip->i_prealloc_count;
83                 ip->i_prealloc_count = 0;
84                 ext2_free_blocks (ITOV(ip)->v_mount,
85                                   ip->i_prealloc_block,
86                                   i);
87         }
88 #endif
89 }
90
91 /*
92  * Allocate a block in the file system.
93  * 
94  * this takes the framework from ffs_alloc. To implement the
95  * actual allocation, it calls ext2_new_block, the ported version
96  * of the same Linux routine.
97  *
98  * we note that this is always called in connection with ext2_blkpref
99  *
100  * preallocation is done as Linux does it
101  */
102 int
103 ext2_alloc(struct inode *ip, daddr_t lbn, daddr_t bpref, int size,
104            struct ucred *cred, daddr_t *bnp)
105 {
106         struct ext2_sb_info *fs;
107         daddr_t bno;
108 #if QUOTA
109         int error;
110 #endif
111         
112         *bnp = 0;
113         fs = ip->i_e2fs;
114 #if DIAGNOSTIC
115         if ((u_int)size > fs->s_blocksize || blkoff(fs, size) != 0) {
116                 printf("dev = %s, bsize = %lu, size = %d, fs = %s\n",
117                     devtoname(ip->i_dev), fs->s_blocksize, size, fs->fs_fsmnt);
118                 panic("ext2_alloc: bad size");
119         }
120         if (cred == NOCRED)
121                 panic("ext2_alloc: missing credential");
122 #endif /* DIAGNOSTIC */
123         if (size == fs->s_blocksize && fs->s_es->s_free_blocks_count == 0)
124                 goto nospace;
125         if (cred->cr_uid != 0 && 
126                 fs->s_es->s_free_blocks_count < fs->s_es->s_r_blocks_count)
127                 goto nospace;
128 #if QUOTA
129         if ((error = chkdq(ip, (long)btodb(size), cred, 0)) != 0)
130                 return (error);
131 #endif
132         if (bpref >= fs->s_es->s_blocks_count)
133                 bpref = 0;
134         /* call the Linux code */
135 #ifdef EXT2_PREALLOCATE
136         /* To have a preallocation hit, we must
137          * - have at least one block preallocated
138          * - and our preferred block must have that block number or one below
139          */
140         if (ip->i_prealloc_count &&
141             (bpref == ip->i_prealloc_block ||
142              bpref + 1 == ip->i_prealloc_block))
143         {
144                 bno = ip->i_prealloc_block++;
145                 ip->i_prealloc_count--;
146                 /* ext2_debug ("preallocation hit (%lu/%lu).\n",
147                             ++alloc_hits, ++alloc_attempts); */
148
149                 /* Linux gets, clears, and releases the buffer at this
150                    point - we don't have to that; we leave it to the caller
151                  */
152         } else {
153                 ext2_discard_prealloc (ip);
154                 /* ext2_debug ("preallocation miss (%lu/%lu).\n",
155                             alloc_hits, ++alloc_attempts); */
156                 if (S_ISREG(ip->i_mode))
157                         bno = ext2_new_block
158                                 (ITOV(ip)->v_mount, bpref,
159                                  &ip->i_prealloc_count,
160                                  &ip->i_prealloc_block);
161                 else
162                         bno = (daddr_t)ext2_new_block(ITOV(ip)->v_mount, 
163                                         bpref, 0, 0);
164         }
165 #else
166         bno = (daddr_t)ext2_new_block(ITOV(ip)->v_mount, bpref, 0, 0);
167 #endif
168
169         if (bno > 0) {
170                 /* set next_alloc fields as done in block_getblk */
171                 ip->i_next_alloc_block = lbn;
172                 ip->i_next_alloc_goal = bno;
173
174                 ip->i_blocks += btodb(size);
175                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
176                 *bnp = bno;
177                 return (0);
178         }
179 #if QUOTA
180         /*
181          * Restore user's disk quota because allocation failed.
182          */
183         (void) chkdq(ip, (long)-btodb(size), cred, FORCE);
184 #endif
185 nospace:
186         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "file system full");
187         uprintf("\n%s: write failed, file system is full\n", fs->fs_fsmnt);
188         return (ENOSPC);
189 }
190
191 /*
192  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
193  *
194  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
195  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
196  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible to
197  * an fs_rotdelay offset from the end of the allocation for the logical
198  * block immediately preceeding the current range. If successful, the
199  * physical block numbers in the buffer pointers and in the inode are
200  * changed to reflect the new allocation. If unsuccessful, the allocation
201  * is left unchanged. The success in doing the reallocation is returned.
202  * Note that the error return is not reflected back to the user. Rather
203  * the previous block allocation will be used.
204  */
205
206 #ifdef FANCY_REALLOC
207 #include <sys/sysctl.h>
208 static int doasyncfree = 1;
209 #ifdef  OPT_DEBUG
210 SYSCTL_INT(_debug, 14, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0, "");
211 #endif  /* OPT_DEBUG */
212 #endif
213
214 /*
215  * ext2_reallocblks(struct vnode *a_vp, struct cluster_save *a_buflist)
216  */
217 int
218 ext2_reallocblks(struct vop_reallocblks_args *ap)
219 {
220 #ifndef FANCY_REALLOC
221 /* printf("ext2_reallocblks not implemented\n"); */
222 return ENOSPC;
223 #else
224
225         struct ext2_sb_info *fs;
226         struct inode *ip;
227         struct vnode *vp;
228         struct buf *sbp, *ebp;
229         daddr_t *bap, *sbap, *ebap;
230         struct cluster_save *buflist;
231         daddr_t start_lbn, end_lbn, soff, eoff, newblk, blkno;
232         struct indir start_ap[NIADDR + 1], end_ap[NIADDR + 1], *idp;
233         int i, len, start_lvl, end_lvl, pref, ssize;
234
235         vp = ap->a_vp;
236         ip = VTOI(vp);
237         fs = ip->i_e2fs;
238 #ifdef UNKLAR
239         if (fs->fs_contigsumsize <= 0)
240                 return (ENOSPC);
241 #endif
242         buflist = ap->a_buflist;
243         len = buflist->bs_nchildren;
244         start_lbn = buflist->bs_children[0]->b_lblkno;
245         end_lbn = start_lbn + len - 1;
246 #if DIAGNOSTIC
247         for (i = 1; i < len; i++)
248                 if (buflist->bs_children[i]->b_lblkno != start_lbn + i)
249                         panic("ext2_reallocblks: non-cluster");
250 #endif
251         /*
252          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
253          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
254          * the previous cylinder group.
255          */
256         if (dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_blkno)) !=
257             dtog(fs, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_blkno)))
258                 return (ENOSPC);
259         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
260             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
261                 return (ENOSPC);
262         /*
263          * Get the starting offset and block map for the first block.
264          */
265         if (start_lvl == 0) {
266                 sbap = &ip->i_db[0];
267                 soff = start_lbn;
268         } else {
269                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
270                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->s_blocksize, NOCRED, &sbp)) {
271                         brelse(sbp);
272                         return (ENOSPC);
273                 }
274                 sbap = (daddr_t *)sbp->b_data;
275                 soff = idp->in_off;
276         }
277         /*
278          * Find the preferred location for the cluster.
279          */
280         pref = ext2_blkpref(ip, start_lbn, soff, sbap);
281         /*
282          * If the block range spans two block maps, get the second map.
283          */
284         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
285                 ssize = len;
286         } else {
287 #if DIAGNOSTIC
288                 if (start_ap[start_lvl-1].in_lbn == idp->in_lbn)
289                         panic("ext2_reallocblk: start == end");
290 #endif
291                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
292                 if (bread(vp, idp->in_lbn, (int)fs->s_blocksize, NOCRED, &ebp))
293                         goto fail;
294                 ebap = (daddr_t *)ebp->b_data;
295         }
296         /*
297          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
298          */
299         if ((newblk = (daddr_t)ext2_hashalloc(ip, dtog(fs, pref), (long)pref,
300             len, (u_long (*)())ext2_clusteralloc)) == 0)
301                 goto fail;
302         /*
303          * We have found a new contiguous block.
304          *
305          * First we have to replace the old block pointers with the new
306          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
307          * with the file.
308          */
309         blkno = newblk;
310         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->s_frags_per_block) {
311                 if (i == ssize)
312                         bap = ebap;
313 #if DIAGNOSTIC
314                 if (buflist->bs_children[i]->b_blkno != fsbtodb(fs, *bap))
315                         panic("ext2_reallocblks: alloc mismatch");
316 #endif
317                 *bap++ = blkno;
318         }
319         /*
320          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
321          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
322          * the old block values may have been written to disk. In practise
323          * they are almost never written, but if we are concerned about 
324          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
325          *
326          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
327          * that shows whether the associated buffers and inodes have
328          * been written. The flag should be set when the cluster is
329          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
330          * We can then check below to see if it is set, and do the
331          * synchronous write only when it has been cleared.
332          */
333         if (sbap != &ip->i_db[0]) {
334                 if (doasyncfree)
335                         bdwrite(sbp);
336                 else
337                         bwrite(sbp);
338         } else {
339                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
340                 if (!doasyncfree)
341                         UFS_UPDATE(vp, 1);
342         }
343         if (ssize < len)
344                 if (doasyncfree)
345                         bdwrite(ebp);
346                 else
347                         bwrite(ebp);
348         /*
349          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
350          */
351         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->s_frags_per_block) {
352                 ext2_blkfree(ip, dbtofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_blkno),
353                     fs->s_blocksize);
354                 buflist->bs_children[i]->b_blkno = fsbtodb(fs, blkno);
355         }
356         return (0);
357
358 fail:
359         if (ssize < len)
360                 brelse(ebp);
361         if (sbap != &ip->i_db[0])
362                 brelse(sbp);
363         return (ENOSPC);
364
365 #endif /* FANCY_REALLOC */
366 }
367
368 /*
369  * Allocate an inode in the file system.
370  * 
371  * we leave the actual allocation strategy to the (modified)
372  * ext2_new_inode(), to make sure we get the policies right
373  */
374 int
375 ext2_valloc(struct vnode *pvp, int mode, struct ucred *cred, struct vnode **vpp)
376 {
377         struct inode *pip;
378         struct ext2_sb_info *fs;
379         struct inode *ip;
380         ino_t ino;
381         int i, error;
382         
383         *vpp = NULL;
384         pip = VTOI(pvp);
385         fs = pip->i_e2fs;
386         if (fs->s_es->s_free_inodes_count == 0)
387                 goto noinodes;
388
389         /* call the Linux routine - it returns the inode number only */
390         ino = ext2_new_inode(pip, mode);
391
392         if (ino == 0)
393                 goto noinodes;
394         error = VFS_VGET(pvp->v_mount, ino, vpp);
395         if (error) {
396                 UFS_VFREE(pvp, ino, mode);
397                 return (error);
398         }
399         ip = VTOI(*vpp);
400
401         /* 
402           the question is whether using VGET was such good idea at all -
403           Linux doesn't read the old inode in when it's allocating a
404           new one. I will set at least i_size & i_blocks the zero. 
405         */ 
406         ip->i_mode = 0;
407         ip->i_size = 0;
408         ip->i_blocks = 0;
409         ip->i_flags = 0;
410         /* now we want to make sure that the block pointers are zeroed out */
411         for (i = 0; i < NDADDR; i++)
412                 ip->i_db[i] = 0;
413         for (i = 0; i < NIADDR; i++)
414                 ip->i_ib[i] = 0;
415
416         /*
417          * Set up a new generation number for this inode.
418          * XXX check if this makes sense in ext2
419          */
420         if (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
421                 ip->i_gen = random() / 2 + 1;
422 /*
423 printf("ext2_valloc: allocated inode %d\n", ino);
424 */
425         return (0);
426 noinodes:
427         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "out of inodes");
428         uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n", fs->fs_fsmnt);
429         return (ENOSPC);
430 }
431
432 /*
433  * Select the desired position for the next block in a file.  
434  *
435  * we try to mimic what Remy does in inode_getblk/block_getblk
436  *
437  * we note: blocknr == 0 means that we're about to allocate either
438  * a direct block or a pointer block at the first level of indirection
439  * (In other words, stuff that will go in i_db[] or i_ib[])
440  *
441  * blocknr != 0 means that we're allocating a block that is none
442  * of the above. Then, blocknr tells us the number of the block
443  * that will hold the pointer
444  */
445 daddr_t
446 ext2_blkpref(struct inode *ip, daddr_t lbn, int indx, daddr_t *bap,
447              daddr_t blocknr)
448 {
449         int     tmp;
450
451         /* if the next block is actually what we thought it is,
452            then set the goal to what we thought it should be
453         */
454         if(ip->i_next_alloc_block == lbn)
455                 return ip->i_next_alloc_goal;
456
457         /* now check whether we were provided with an array that basically
458            tells us previous blocks to which we want to stay closeby
459         */
460         if(bap) 
461                 for (tmp = indx - 1; tmp >= 0; tmp--) 
462                         if (bap[tmp]) 
463                                 return bap[tmp];
464
465         /* else let's fall back to the blocknr, or, if there is none,
466            follow the rule that a block should be allocated near its inode
467         */
468         return blocknr ? blocknr :
469                         (daddr_t)(ip->i_block_group * 
470                         EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(ip->i_e2fs)) + 
471                         ip->i_e2fs->s_es->s_first_data_block;
472 }
473
474 /*
475  * Free a block or fragment.
476  *
477  * pass on to the Linux code
478  */
479 void
480 ext2_blkfree(struct inode *ip, daddr_t bno, long size)
481 {
482         struct ext2_sb_info *fs;
483
484         fs = ip->i_e2fs;
485         /*
486          *      call Linux code with mount *, block number, count
487          */
488         ext2_free_blocks(ITOV(ip)->v_mount, bno, size / fs->s_frag_size);
489 }
490
491 /*
492  * Free an inode.
493  *
494  * the maintenance of the actual bitmaps is again up to the linux code
495  */
496 int
497 ext2_vfree(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
498 {
499         struct ext2_sb_info *fs;
500         struct inode *pip;
501         mode_t save_i_mode;
502
503         pip = VTOI(pvp);
504         fs = pip->i_e2fs;
505         if ((u_int)ino > fs->s_inodes_per_group * fs->s_groups_count)
506                 panic("ext2_vfree: range: dev = (%d, %d), ino = %"PRId64", fs = %s",
507                     major(pip->i_dev), minor(pip->i_dev), ino, fs->fs_fsmnt);
508
509 /* ext2_debug("ext2_vfree (%d, %d) called\n", pip->i_number, mode);
510  */
511         ext2_discard_prealloc(pip);
512
513         /* we need to make sure that ext2_free_inode can adjust the
514            used_dir_counts in the group summary information - I'd
515            really like to know what the rationale behind this
516            'set i_mode to zero to denote an unused inode' is
517          */
518         save_i_mode = pip->i_mode;
519         pip->i_mode = mode;
520         ext2_free_inode(pip);   
521         pip->i_mode = save_i_mode;
522         return (0);
523 }
524
525 /*
526  * Fserr prints the name of a file system with an error diagnostic.
527  * 
528  * The form of the error message is:
529  *      fs: error message
530  */
531 static void
532 ext2_fserr(struct ext2_sb_info *fs, u_int uid, char *cp)
533 {
534         log(LOG_ERR, "uid %d on %s: %s\n", uid, fs->fs_fsmnt, cp);
535 }