sys/vfs/ufs/ffs_alloc.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  14  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  15  *    without specific prior written permission.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  18  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  21  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  22  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  23  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  24  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  25  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  26  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  27  * SUCH DAMAGE.
  28  *
  29  *      @(#)ffs_alloc.c 8.18 (Berkeley) 5/26/95
  30  * $FreeBSD: src/sys/ufs/ffs/ffs_alloc.c,v 1.64.2.2 2001/09/21 19:15:21 dillon Exp $
  31  */
  32
  33 #include "opt_quota.h"
  34
  35 #include <sys/param.h>
  36 #include <sys/systm.h>
  37 #include <sys/buf.h>
  38 #include <sys/conf.h>
  39 #include <sys/proc.h>
  40 #include <sys/vnode.h>
  41 #include <sys/mount.h>
  42 #include <sys/kernel.h>
  43 #include <sys/sysctl.h>
  44 #include <sys/syslog.h>
  45
  46 #include <sys/taskqueue.h>
  47 #include <machine/inttypes.h>
  48
  49 #include <sys/buf2.h>
  50
  51 #include "quota.h"
  52 #include "inode.h"
  53 #include "ufs_extern.h"
  54 #include "ufsmount.h"
  55
  56 #include "fs.h"
  57 #include "ffs_extern.h"
  58
  59 typedef ufs_daddr_t allocfcn_t (struct inode *ip, int cg, ufs_daddr_t bpref,
  60                                   int size);
  61
  62 static ufs_daddr_t ffs_alloccg (struct inode *, int, ufs_daddr_t, int);
  63 static ufs_daddr_t
  64               ffs_alloccgblk (struct inode *, struct buf *, ufs_daddr_t);
  65 static void ffs_blkfree_cg(struct fs *, struct vnode *, cdev_t , ino_t,
  66                            uint32_t , ufs_daddr_t, long );
  67 #ifdef DIAGNOSTIC
  68 static int      ffs_checkblk (struct inode *, ufs_daddr_t, long);
  69 #endif
  70 static void     ffs_clusteracct (struct fs *, struct cg *, ufs_daddr_t,
  71                                      int);
  72 static ufs_daddr_t ffs_clusteralloc (struct inode *, int, ufs_daddr_t,
  73             int);
  74 static ino_t    ffs_dirpref (struct inode *);
  75 static ufs_daddr_t ffs_fragextend (struct inode *, int, long, int, int);
  76 static void     ffs_fserr (struct fs *, uint, char *);
  77 static u_long   ffs_hashalloc
  78                     (struct inode *, int, long, int, allocfcn_t *);
  79 static ino_t    ffs_nodealloccg (struct inode *, int, ufs_daddr_t, int);
  80 static ufs_daddr_t ffs_mapsearch (struct fs *, struct cg *, ufs_daddr_t,
  81             int);
  82
  83 /*
  84  * Allocate a block in the filesystem.
  85  *
  86  * The size of the requested block is given, which must be some
  87  * multiple of fs_fsize and <= fs_bsize.
  88  * A preference may be optionally specified. If a preference is given
  89  * the following hierarchy is used to allocate a block:
  90  *   1) allocate the requested block.
  91  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
  92  *   3) allocate a block in the same cylinder group.
  93  *   4) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
  94  *      available block is located.
  95  * If no block preference is given the following heirarchy is used
  96  * to allocate a block:
  97  *   1) allocate a block in the cylinder group that contains the
  98  *      inode for the file.
  99  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
 100  *      available block is located.
 101  */
 102 int
 103 ffs_alloc(struct inode *ip, ufs_daddr_t lbn, ufs_daddr_t bpref, int size,
 104           struct ucred *cred, ufs_daddr_t *bnp)
 105 {
 106         struct fs *fs;
 107         ufs_daddr_t bno;
 108         int cg;
 109 #ifdef QUOTA
 110         int error;
 111 #endif
 112
 113         *bnp = 0;
 114         fs = ip->i_fs;
 115 #ifdef DIAGNOSTIC
 116         if ((uint)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
 117                 kprintf("dev = %s, bsize = %ld, size = %d, fs = %s\n",
 118                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_bsize, size,
 119                     fs->fs_fsmnt);
 120                 panic("ffs_alloc: bad size");
 121         }
 122         if (cred == NOCRED)
 123                 panic("ffs_alloc: missing credential");
 124 #endif /* DIAGNOSTIC */
 125         if (size == fs->fs_bsize && fs->fs_cstotal.cs_nbfree == 0)
 126                 goto nospace;
 127         if (cred->cr_uid != 0 &&
 128             freespace(fs, fs->fs_minfree) - numfrags(fs, size) < 0)
 129                 goto nospace;
 130 #ifdef QUOTA
 131         error = ufs_chkdq(ip, (long)btodb(size), cred, 0);
 132         if (error)
 133                 return (error);
 134 #endif
 135         if (bpref >= fs->fs_size)
 136                 bpref = 0;
 137         if (bpref == 0)
 138                 cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
 139         else
 140                 cg = dtog(fs, bpref);
 141         bno = (ufs_daddr_t)ffs_hashalloc(ip, cg, (long)bpref, size,
 142                                          ffs_alloccg);
 143         if (bno > 0) {
 144                 ip->i_blocks += btodb(size);
 145                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 146                 *bnp = bno;
 147                 return (0);
 148         }
 149 #ifdef QUOTA
 150         /*
 151          * Restore user's disk quota because allocation failed.
 152          */
 153         (void) ufs_chkdq(ip, (long)-btodb(size), cred, FORCE);
 154 #endif
 155 nospace:
 156         ffs_fserr(fs, cred->cr_uid, "filesystem full");
 157         uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n", fs->fs_fsmnt);
 158         return (ENOSPC);
 159 }
 160
 161 /*
 162  * Reallocate a fragment to a bigger size
 163  *
 164  * The number and size of the old block is given, and a preference
 165  * and new size is also specified. The allocator attempts to extend
 166  * the original block. Failing that, the regular block allocator is
 167  * invoked to get an appropriate block.
 168  */
 169 int
 170 ffs_realloccg(struct inode *ip, ufs_daddr_t lbprev, ufs_daddr_t bpref,
 171               int osize, int nsize, struct ucred *cred, struct buf **bpp)
 172 {
 173         struct fs *fs;
 174         struct buf *bp;
 175         int cg, request, error;
 176         ufs_daddr_t bprev, bno;
 177
 178         *bpp = NULL;
 179         fs = ip->i_fs;
 180 #ifdef DIAGNOSTIC
 181         if ((uint)osize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, osize) != 0 ||
 182             (uint)nsize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, nsize) != 0) {
 183                 kprintf(
 184                 "dev = %s, bsize = %ld, osize = %d, nsize = %d, fs = %s\n",
 185                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_bsize, osize,
 186                     nsize, fs->fs_fsmnt);
 187                 panic("ffs_realloccg: bad size");
 188         }
 189         if (cred == NOCRED)
 190                 panic("ffs_realloccg: missing credential");
 191 #endif /* DIAGNOSTIC */
 192         if (cred->cr_uid != 0 &&
 193             freespace(fs, fs->fs_minfree) -  numfrags(fs, nsize - osize) < 0)
 194                 goto nospace;
 195         if ((bprev = ip->i_db[lbprev]) == 0) {
 196                 kprintf("dev = %s, bsize = %ld, bprev = %ld, fs = %s\n",
 197                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_bsize, (long)bprev,
 198                     fs->fs_fsmnt);
 199                 panic("ffs_realloccg: bad bprev");
 200         }
 201         /*
 202          * Allocate the extra space in the buffer.
 203          */
 204         error = bread(ITOV(ip), lblktodoff(fs, lbprev), osize, &bp);
 205         if (error) {
 206                 brelse(bp);
 207                 return (error);
 208         }
 209
 210         if(bp->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) {
 211                 if (lbprev >= UFS_NDADDR)
 212                         panic("ffs_realloccg: lbprev out of range");
 213                 bp->b_bio2.bio_offset = fsbtodoff(fs, bprev);
 214         }
 215
 216 #ifdef QUOTA
 217         error = ufs_chkdq(ip, (long)btodb(nsize - osize), cred, 0);
 218         if (error) {
 219                 brelse(bp);
 220                 return (error);
 221         }
 222 #endif
 223         /*
 224          * Check for extension in the existing location.
 225          */
 226         cg = dtog(fs, bprev);
 227         bno = ffs_fragextend(ip, cg, (long)bprev, osize, nsize);
 228         if (bno) {
 229                 if (bp->b_bio2.bio_offset != fsbtodoff(fs, bno))
 230                         panic("ffs_realloccg: bad blockno");
 231                 ip->i_blocks += btodb(nsize - osize);
 232                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 233                 allocbuf(bp, nsize);
 234                 bzero((char *)bp->b_data + osize, (uint)nsize - osize);
 235                 *bpp = bp;
 236                 return (0);
 237         }
 238         /*
 239          * Allocate a new disk location.
 240          */
 241         if (bpref >= fs->fs_size)
 242                 bpref = 0;
 243         switch ((int)fs->fs_optim) {
 244         case FS_OPTSPACE:
 245                 /*
 246                  * Allocate an exact sized fragment. Although this makes
 247                  * best use of space, we will waste time relocating it if
 248                  * the file continues to grow. If the fragmentation is
 249                  * less than half of the minimum free reserve, we choose
 250                  * to begin optimizing for time.
 251                  */
 252                 request = nsize;
 253                 if (fs->fs_minfree <= 5 ||
 254                     fs->fs_cstotal.cs_nffree >
 255                     (off_t)fs->fs_dsize * fs->fs_minfree / (2 * 100))
 256                         break;
 257                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from SPACE to TIME\n",
 258                         fs->fs_fsmnt);
 259                 fs->fs_optim = FS_OPTTIME;
 260                 break;
 261         case FS_OPTTIME:
 262                 /*
 263                  * At this point we have discovered a file that is trying to
 264                  * grow a small fragment to a larger fragment. To save time,
 265                  * we allocate a full sized block, then free the unused portion.
 266                  * If the file continues to grow, the `ffs_fragextend' call
 267                  * above will be able to grow it in place without further
 268                  * copying. If aberrant programs cause disk fragmentation to
 269                  * grow within 2% of the free reserve, we choose to begin
 270                  * optimizing for space.
 271                  */
 272                 request = fs->fs_bsize;
 273                 if (fs->fs_cstotal.cs_nffree <
 274                     (off_t)fs->fs_dsize * (fs->fs_minfree - 2) / 100)
 275                         break;
 276                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from TIME to SPACE\n",
 277                         fs->fs_fsmnt);
 278                 fs->fs_optim = FS_OPTSPACE;
 279                 break;
 280         default:
 281                 kprintf("dev = %s, optim = %ld, fs = %s\n",
 282                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_optim, fs->fs_fsmnt);
 283                 panic("ffs_realloccg: bad optim");
 284                 /* NOTREACHED */
 285         }
 286         bno = (ufs_daddr_t)ffs_hashalloc(ip, cg, (long)bpref, request,
 287                                          ffs_alloccg);
 288         if (bno > 0) {
 289                 bp->b_bio2.bio_offset = fsbtodoff(fs, bno);
 290                 if (!DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
 291                         ffs_blkfree(ip, bprev, (long)osize);
 292                 if (nsize < request)
 293                         ffs_blkfree(ip, bno + numfrags(fs, nsize),
 294                             (long)(request - nsize));
 295                 ip->i_blocks += btodb(nsize - osize);
 296                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 297                 allocbuf(bp, nsize);
 298                 bzero((char *)bp->b_data + osize, (uint)nsize - osize);
 299                 *bpp = bp;
 300                 return (0);
 301         }
 302 #ifdef QUOTA
 303         /*
 304          * Restore user's disk quota because allocation failed.
 305          */
 306         (void) ufs_chkdq(ip, (long)-btodb(nsize - osize), cred, FORCE);
 307 #endif
 308         brelse(bp);
 309 nospace:
 310         /*
 311          * no space available
 312          */
 313         ffs_fserr(fs, cred->cr_uid, "filesystem full");
 314         uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n", fs->fs_fsmnt);
 315         return (ENOSPC);
 316 }
 317
 318 SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, ffs, CTLFLAG_RW, 0, "FFS filesystem");
 319
 320 /*
 321  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
 322  *
 323  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
 324  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
 325  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible to
 326  * an fs_rotdelay offset from the end of the allocation for the logical
 327  * block immediately preceeding the current range. If successful, the
 328  * physical block numbers in the buffer pointers and in the inode are
 329  * changed to reflect the new allocation. If unsuccessful, the allocation
 330  * is left unchanged. The success in doing the reallocation is returned.
 331  * Note that the error return is not reflected back to the user. Rather
 332  * the previous block allocation will be used.
 333  */
 334 static int doasyncfree = 1;
 335 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, FFS_ASYNCFREE, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0, "");
 336
 337 static int doreallocblks = 1;
 338 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, FFS_REALLOCBLKS, doreallocblks, CTLFLAG_RW, &doreallocblks, 0, "");
 339
 340 #ifdef DEBUG
 341 static volatile int prtrealloc = 0;
 342 #endif
 343
 344 /*
 345  * ffs_reallocblks(struct vnode *a_vp, struct cluster_save *a_buflist)
 346  */
 347 int
 348 ffs_reallocblks(struct vop_reallocblks_args *ap)
 349 {
 350         struct fs *fs;
 351         struct inode *ip;
 352         struct vnode *vp;
 353         struct buf *sbp, *ebp;
 354         ufs_daddr_t *bap, *sbap, *ebap = NULL;
 355         struct cluster_save *buflist;
 356         ufs_daddr_t start_lbn, end_lbn, soff, newblk, blkno;
 357 #ifdef DIAGNOSTIC
 358         off_t boffset;
 359 #endif
 360         struct indir start_ap[UFS_NIADDR + 1], end_ap[UFS_NIADDR + 1], *idp;
 361         int i, len, slen, start_lvl, end_lvl, pref, ssize;
 362
 363         if (doreallocblks == 0)
 364                 return (ENOSPC);
 365         vp = ap->a_vp;
 366         ip = VTOI(vp);
 367         fs = ip->i_fs;
 368         if (fs->fs_contigsumsize <= 0)
 369                 return (ENOSPC);
 370         buflist = ap->a_buflist;
 371         len = buflist->bs_nchildren;
 372         start_lbn = lblkno(fs, buflist->bs_children[0]->b_loffset);
 373         end_lbn = start_lbn + len - 1;
 374 #ifdef DIAGNOSTIC
 375         for (i = 0; i < len; i++)
 376                 if (!ffs_checkblk(ip,
 377                    dofftofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset), fs->fs_bsize))
 378                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
 379         for (i = 1; i < len; i++) {
 380                 if (buflist->bs_children[i]->b_loffset != lblktodoff(fs, start_lbn) + lblktodoff(fs, i))
 381                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
 382         }
 383         boffset = buflist->bs_children[0]->b_bio2.bio_offset;
 384         ssize = (int)fsbtodoff(fs, fs->fs_frag);
 385         for (i = 1; i < len - 1; i++)
 386                 if (buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset != boffset + (i * ssize))
 387                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
 388 #endif
 389         /*
 390          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
 391          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
 392          * the previous cylinder group.
 393          */
 394         if (dtog(fs, dofftofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_bio2.bio_offset)) !=
 395             dtog(fs, dofftofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_bio2.bio_offset)))
 396                 return (ENOSPC);
 397         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
 398             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
 399                 return (ENOSPC);
 400         /*
 401          * Get the starting offset and block map for the first block and
 402          * the number of blocks that will fit into sbap starting at soff.
 403          */
 404         if (start_lvl == 0) {
 405                 sbap = &ip->i_db[0];
 406                 soff = start_lbn;
 407                 slen = UFS_NDADDR - soff;
 408         } else {
 409                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
 410                 if (bread(vp, lblktodoff(fs, idp->in_lbn), (int)fs->fs_bsize, &sbp)) {
 411                         brelse(sbp);
 412                         return (ENOSPC);
 413                 }
 414                 sbap = (ufs_daddr_t *)sbp->b_data;
 415                 soff = idp->in_off;
 416                 slen = fs->fs_nindir - soff;
 417         }
 418         /*
 419          * Find the preferred location for the cluster.
 420          */
 421         pref = ffs_blkpref(ip, start_lbn, soff, sbap);
 422
 423         /*
 424          * If the block range spans two block maps, get the second map.
 425          */
 426         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
 427                 ssize = len;
 428         } else {
 429 #ifdef DIAGNOSTIC
 430                 if (start_ap[start_lvl-1].in_lbn == idp->in_lbn)
 431                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
 432 #endif
 433                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
 434                 if (bread(vp, lblktodoff(fs, idp->in_lbn), (int)fs->fs_bsize, &ebp))
 435                         goto fail;
 436                 ebap = (ufs_daddr_t *)ebp->b_data;
 437         }
 438
 439         /*
 440          * Make sure we aren't spanning more then two blockmaps.  ssize is
 441          * our calculation of the span we have to scan in the first blockmap,
 442          * while slen is our calculation of the number of entries available
 443          * in the first blockmap (from soff).
 444          */
 445         if (ssize > slen) {
 446                 panic("ffs_reallocblks: range spans more then two blockmaps!"
 447                         " start_lbn %ld len %d (%d/%d)",
 448                         (long)start_lbn, len, slen, ssize);
 449         }
 450         /*
 451          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
 452          */
 453         if ((newblk = (ufs_daddr_t)ffs_hashalloc(ip, dtog(fs, pref), (long)pref,
 454             len, ffs_clusteralloc)) == 0)
 455                 goto fail;
 456         /*
 457          * We have found a new contiguous block.
 458          *
 459          * First we have to replace the old block pointers with the new
 460          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
 461          * with the file.
 462          */
 463 #ifdef DEBUG
 464         if (prtrealloc)
 465                 kprintf("realloc: ino %ju, lbns %d-%d\n\told:",
 466                     (uintmax_t)ip->i_number, start_lbn, end_lbn);
 467 #endif
 468         blkno = newblk;
 469         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
 470                 if (i == ssize) {
 471                         bap = ebap;
 472                         soff = -i;
 473                 }
 474 #ifdef DIAGNOSTIC
 475                 if (!ffs_checkblk(ip,
 476                    dofftofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset), fs->fs_bsize))
 477                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
 478                 if (dofftofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset) != *bap)
 479                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
 480 #endif
 481 #ifdef DEBUG
 482                 if (prtrealloc)
 483                         kprintf(" %d,", *bap);
 484 #endif
 485                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
 486                         if (sbap == &ip->i_db[0] && i < ssize)
 487                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
 488                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
 489                                     buflist->bs_children[i]);
 490                         else
 491                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
 492                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
 493                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
 494                 }
 495                 *bap++ = blkno;
 496         }
 497         /*
 498          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
 499          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
 500          * the old block values may have been written to disk. In practise
 501          * they are almost never written, but if we are concerned about
 502          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
 503          *
 504          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
 505          * that shows whether the associated buffers and inodes have
 506          * been written. The flag should be set when the cluster is
 507          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
 508          * We can then check below to see if it is set, and do the
 509          * synchronous write only when it has been cleared.
 510          */
 511         if (sbap != &ip->i_db[0]) {
 512                 if (doasyncfree)
 513                         bdwrite(sbp);
 514                 else
 515                         bwrite(sbp);
 516         } else {
 517                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 518                 if (!doasyncfree)
 519                         ffs_update(vp, 1);
 520         }
 521         if (ssize < len) {
 522                 if (doasyncfree)
 523                         bdwrite(ebp);
 524                 else
 525                         bwrite(ebp);
 526         }
 527         /*
 528          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
 529          */
 530 #ifdef DEBUG
 531         if (prtrealloc)
 532                 kprintf("\n\tnew:");
 533 #endif
 534         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
 535                 if (!DOINGSOFTDEP(vp) &&
 536                     buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET) {
 537                         ffs_blkfree(ip,
 538                             dofftofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset),
 539                             fs->fs_bsize);
 540                 }
 541                 buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset = fsbtodoff(fs, blkno);
 542 #ifdef DIAGNOSTIC
 543                 if (!ffs_checkblk(ip,
 544                    dofftofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset), fs->fs_bsize))
 545                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
 546 #endif
 547 #ifdef DEBUG
 548                 if (prtrealloc)
 549                         kprintf(" %d,", blkno);
 550 #endif
 551         }
 552 #ifdef DEBUG
 553         if (prtrealloc) {
 554                 prtrealloc--;
 555                 kprintf("\n");
 556         }
 557 #endif
 558         return (0);
 559
 560 fail:
 561         if (ssize < len)
 562                 brelse(ebp);
 563         if (sbap != &ip->i_db[0])
 564                 brelse(sbp);
 565         return (ENOSPC);
 566 }
 567
 568 /*
 569  * Allocate an inode in the filesystem.
 570  *
 571  * If allocating a directory, use ffs_dirpref to select the inode.
 572  * If allocating in a directory, the following hierarchy is followed:
 573  *   1) allocate the preferred inode.
 574  *   2) allocate an inode in the same cylinder group.
 575  *   3) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
 576  *      available inode is located.
 577  * If no inode preference is given the following heirarchy is used
 578  * to allocate an inode:
 579  *   1) allocate an inode in cylinder group 0.
 580  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
 581  *      available inode is located.
 582  */
 583 int
 584 ffs_valloc(struct vnode *pvp, int mode, struct ucred *cred, struct vnode **vpp)
 585 {
 586         struct inode *pip;
 587         struct fs *fs;
 588         struct inode *ip;
 589         ino_t ino, ipref;
 590         int cg, error;
 591
 592         *vpp = NULL;
 593         pip = VTOI(pvp);
 594         fs = pip->i_fs;
 595         if (fs->fs_cstotal.cs_nifree == 0)
 596                 goto noinodes;
 597
 598         if ((mode & IFMT) == IFDIR)
 599                 ipref = ffs_dirpref(pip);
 600         else
 601                 ipref = pip->i_number;
 602         if (ipref >= fs->fs_ncg * fs->fs_ipg)
 603                 ipref = 0;
 604         cg = ino_to_cg(fs, ipref);
 605         /*
 606          * Track number of dirs created one after another
 607          * in a same cg without intervening by files.
 608          */
 609         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
 610                 if (fs->fs_contigdirs[cg] < 255)
 611                         fs->fs_contigdirs[cg]++;
 612         } else {
 613                 if (fs->fs_contigdirs[cg] > 0)
 614                         fs->fs_contigdirs[cg]--;
 615         }
 616         ino = (ino_t)ffs_hashalloc(pip, cg, (long)ipref, mode,
 617                                         (allocfcn_t *)ffs_nodealloccg);
 618         if (ino == 0)
 619                 goto noinodes;
 620         error = VFS_VGET(pvp->v_mount, NULL, ino, vpp);
 621         if (error) {
 622                 ffs_vfree(pvp, ino, mode);
 623                 return (error);
 624         }
 625         ip = VTOI(*vpp);
 626         if (ip->i_mode) {
 627                 kprintf("mode = 0%o, inum = %lu, fs = %s\n",
 628                     ip->i_mode, (u_long)ip->i_number, fs->fs_fsmnt);
 629                 panic("ffs_valloc: dup alloc");
 630         }
 631         if (ip->i_blocks) {                             /* XXX */
 632                 kprintf("free inode %s/%lu had %ld blocks\n",
 633                     fs->fs_fsmnt, (u_long)ino, (long)ip->i_blocks);
 634                 ip->i_blocks = 0;
 635         }
 636         ip->i_flags = 0;
 637         /*
 638          * Set up a new generation number for this inode.
 639          */
 640         if (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
 641                 ip->i_gen = krandom() / 2 + 1;
 642         return (0);
 643 noinodes:
 644         ffs_fserr(fs, cred->cr_uid, "out of inodes");
 645         uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n", fs->fs_fsmnt);
 646         return (ENOSPC);
 647 }
 648
 649 /*
 650  * Find a cylinder group to place a directory.
 651  *
 652  * The policy implemented by this algorithm is to allocate a
 653  * directory inode in the same cylinder group as its parent
 654  * directory, but also to reserve space for its files inodes
 655  * and data. Restrict the number of directories which may be
 656  * allocated one after another in the same cylinder group
 657  * without intervening allocation of files.
 658  *
 659  * If we allocate a first level directory then force allocation
 660  * in another cylinder group.
 661  */
 662 static ino_t
 663 ffs_dirpref(struct inode *pip)
 664 {
 665         struct fs *fs;
 666         int cg, prefcg, dirsize, cgsize;
 667         int64_t dirsize64;
 668         int avgifree, avgbfree, avgndir, curdirsize;
 669         int minifree, minbfree, maxndir;
 670         int mincg, minndir;
 671         int maxcontigdirs;
 672
 673         fs = pip->i_fs;
 674
 675         avgifree = fs->fs_cstotal.cs_nifree / fs->fs_ncg;
 676         avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
 677         avgndir = fs->fs_cstotal.cs_ndir / fs->fs_ncg;
 678
 679         /*
 680          * Force allocation in another cg if creating a first level dir.
 681          */
 682         if (ITOV(pip)->v_flag & VROOT) {
 683                 prefcg = karc4random() % fs->fs_ncg;
 684                 mincg = prefcg;
 685                 minndir = fs->fs_ipg;
 686                 for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
 687                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
 688                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree &&
 689                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
 690                                 mincg = cg;
 691                                 minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
 692                         }
 693                 for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 694                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
 695                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree &&
 696                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
 697                                 mincg = cg;
 698                                 minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
 699                         }
 700                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * mincg));
 701         }
 702
 703         /*
 704          * Count various limits which used for
 705          * optimal allocation of a directory inode.
 706          */
 707         maxndir = min(avgndir + fs->fs_ipg / 16, fs->fs_ipg);
 708         minifree = avgifree - avgifree / 4;
 709         if (minifree < 1)
 710                 minifree = 1;
 711         minbfree = avgbfree - avgbfree / 4;
 712         if (minbfree < 1)
 713                 minbfree = 1;
 714         cgsize = fs->fs_fsize * fs->fs_fpg;
 715
 716         /*
 717          * fs_avgfilesize and fs_avgfpdir are user-settable entities and
 718          * multiplying them may overflow a 32 bit integer.
 719          */
 720         dirsize64 = fs->fs_avgfilesize * (int64_t)fs->fs_avgfpdir;
 721         if (dirsize64 > 0x7fffffff) {
 722                 maxcontigdirs = 1;
 723         } else {
 724                 dirsize = (int)dirsize64;
 725                 curdirsize = avgndir ?
 726                         (cgsize - avgbfree * fs->fs_bsize) / avgndir : 0;
 727                 if (dirsize < curdirsize)
 728                         dirsize = curdirsize;
 729                 maxcontigdirs = min((avgbfree * fs->fs_bsize) / dirsize, 255);
 730                 if (fs->fs_avgfpdir > 0)
 731                         maxcontigdirs = min(maxcontigdirs,
 732                                     fs->fs_ipg / fs->fs_avgfpdir);
 733                 if (maxcontigdirs == 0)
 734                         maxcontigdirs = 1;
 735         }
 736
 737         /*
 738          * Limit number of dirs in one cg and reserve space for
 739          * regular files, but only if we have no deficit in
 740          * inodes or space.
 741          */
 742         prefcg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
 743         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
 744                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
 745                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
 746                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
 747                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
 748                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
 749                 }
 750         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 751                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
 752                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
 753                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
 754                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
 755                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
 756                 }
 757         /*
 758          * This is a backstop when we have deficit in space.
 759          */
 760         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
 761                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
 762                         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
 763         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 764                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
 765                         break;
 766         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
 767 }
 768
 769 /*
 770  * Select the desired position for the next block in a file.  The file is
 771  * logically divided into sections. The first section is composed of the
 772  * direct blocks. Each additional section contains fs_maxbpg blocks.
 773  *
 774  * If no blocks have been allocated in the first section, the policy is to
 775  * request a block in the same cylinder group as the inode that describes
 776  * the file. If no blocks have been allocated in any other section, the
 777  * policy is to place the section in a cylinder group with a greater than
 778  * average number of free blocks.  An appropriate cylinder group is found
 779  * by using a rotor that sweeps the cylinder groups. When a new group of
 780  * blocks is needed, the sweep begins in the cylinder group following the
 781  * cylinder group from which the previous allocation was made. The sweep
 782  * continues until a cylinder group with greater than the average number
 783  * of free blocks is found. If the allocation is for the first block in an
 784  * indirect block, the information on the previous allocation is unavailable;
 785  * here a best guess is made based upon the logical block number being
 786  * allocated.
 787  *
 788  * If a section is already partially allocated, the policy is to
 789  * contiguously allocate fs_maxcontig blocks.  The end of one of these
 790  * contiguous blocks and the beginning of the next is physically separated
 791  * so that the disk head will be in transit between them for at least
 792  * fs_rotdelay milliseconds.  This is to allow time for the processor to
 793  * schedule another I/O transfer.
 794  */
 795 ufs_daddr_t
 796 ffs_blkpref(struct inode *ip, ufs_daddr_t lbn, int indx, ufs_daddr_t *bap)
 797 {
 798         struct fs *fs;
 799         int cg;
 800         int avgbfree, startcg;
 801         ufs_daddr_t nextblk;
 802
 803         fs = ip->i_fs;
 804         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || bap[indx - 1] == 0) {
 805                 if (lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs)) {
 806                         cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
 807                         return (fs->fs_fpg * cg + fs->fs_frag);
 808                 }
 809                 /*
 810                  * Find a cylinder with greater than average number of
 811                  * unused data blocks.
 812                  */
 813                 if (indx == 0 || bap[indx - 1] == 0)
 814                         startcg =
 815                             ino_to_cg(fs, ip->i_number) + lbn / fs->fs_maxbpg;
 816                 else
 817                         startcg = dtog(fs, bap[indx - 1]) + 1;
 818                 startcg %= fs->fs_ncg;
 819                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
 820                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
 821                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
 822                                 fs->fs_cgrotor = cg;
 823                                 return (fs->fs_fpg * cg + fs->fs_frag);
 824                         }
 825                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
 826                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
 827                                 fs->fs_cgrotor = cg;
 828                                 return (fs->fs_fpg * cg + fs->fs_frag);
 829                         }
 830                 return (0);
 831         }
 832         /*
 833          * One or more previous blocks have been laid out. If less
 834          * than fs_maxcontig previous blocks are contiguous, the
 835          * next block is requested contiguously, otherwise it is
 836          * requested rotationally delayed by fs_rotdelay milliseconds.
 837          */
 838         nextblk = bap[indx - 1] + fs->fs_frag;
 839         if (fs->fs_rotdelay == 0 || indx < fs->fs_maxcontig ||
 840             bap[indx - fs->fs_maxcontig] +
 841             blkstofrags(fs, fs->fs_maxcontig) != nextblk)
 842                 return (nextblk);
 843         /*
 844          * Here we convert ms of delay to frags as:
 845          * (frags) = (ms) * (rev/sec) * (sect/rev) /
 846          *      ((sect/frag) * (ms/sec))
 847          * then round up to the next block.
 848          */
 849         nextblk += roundup(fs->fs_rotdelay * fs->fs_rps * fs->fs_nsect /
 850             (NSPF(fs) * 1000), fs->fs_frag);
 851         return (nextblk);
 852 }
 853
 854 /*
 855  * Implement the cylinder overflow algorithm.
 856  *
 857  * The policy implemented by this algorithm is:
 858  *   1) allocate the block in its requested cylinder group.
 859  *   2) quadradically rehash on the cylinder group number.
 860  *   3) brute force search for a free block.
 861  */
 862 /*VARARGS5*/
 863 static u_long
 864 ffs_hashalloc(struct inode *ip, int cg, long pref,
 865               int size, /* size for data blocks, mode for inodes */
 866               allocfcn_t *allocator)
 867 {
 868         struct fs *fs;
 869         long result;    /* XXX why not same type as we return? */
 870         int i, icg = cg;
 871
 872         fs = ip->i_fs;
 873         /*
 874          * 1: preferred cylinder group
 875          */
 876         result = (*allocator)(ip, cg, pref, size);
 877         if (result)
 878                 return (result);
 879         /*
 880          * 2: quadratic rehash
 881          */
 882         for (i = 1; i < fs->fs_ncg; i *= 2) {
 883                 cg += i;
 884                 if (cg >= fs->fs_ncg)
 885                         cg -= fs->fs_ncg;
 886                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 887                 if (result)
 888                         return (result);
 889         }
 890         /*
 891          * 3: brute force search
 892          * Note that we start at i == 2, since 0 was checked initially,
 893          * and 1 is always checked in the quadratic rehash.
 894          */
 895         cg = (icg + 2) % fs->fs_ncg;
 896         for (i = 2; i < fs->fs_ncg; i++) {
 897                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 898                 if (result)
 899                         return (result);
 900                 cg++;
 901                 if (cg == fs->fs_ncg)
 902                         cg = 0;
 903         }
 904         return (0);
 905 }
 906
 907 /*
 908  * Determine whether a fragment can be extended.
 909  *
 910  * Check to see if the necessary fragments are available, and
 911  * if they are, allocate them.
 912  */
 913 static ufs_daddr_t
 914 ffs_fragextend(struct inode *ip, int cg, long bprev, int osize, int nsize)
 915 {
 916         struct fs *fs;
 917         struct cg *cgp;
 918         struct buf *bp;
 919         long bno;
 920         int frags, bbase;
 921         int i, error;
 922         uint8_t *blksfree;
 923
 924         fs = ip->i_fs;
 925         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree < numfrags(fs, nsize - osize))
 926                 return (0);
 927         frags = numfrags(fs, nsize);
 928         bbase = fragnum(fs, bprev);
 929         if (bbase > fragnum(fs, (bprev + frags - 1))) {
 930                 /* cannot extend across a block boundary */
 931                 return (0);
 932         }
 933         KKASSERT(blknum(fs, bprev) == blknum(fs, bprev + frags - 1));
 934         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, cg)),
 935                 (int)fs->fs_cgsize, &bp);
 936         if (error) {
 937                 brelse(bp);
 938                 return (0);
 939         }
 940         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
 941         if (!cg_chkmagic(cgp)) {
 942                 brelse(bp);
 943                 return (0);
 944         }
 945         cgp->cg_time = time_second;
 946         bno = dtogd(fs, bprev);
 947         blksfree = cg_blksfree(cgp);
 948         for (i = numfrags(fs, osize); i < frags; i++) {
 949                 if (isclr(blksfree, bno + i)) {
 950                         brelse(bp);
 951                         return (0);
 952                 }
 953         }
 954
 955         /*
 956          * the current fragment can be extended
 957          * deduct the count on fragment being extended into
 958          * increase the count on the remaining fragment (if any)
 959          * allocate the extended piece
 960          *
 961          * ---oooooooooonnnnnnn111----
 962          *    [-----frags-----]
 963          *    ^                       ^
 964          *    bbase                   fs_frag
 965          */
 966         for (i = frags; i < fs->fs_frag - bbase; i++) {
 967                 if (isclr(blksfree, bno + i))
 968                         break;
 969         }
 970
 971         /*
 972          * Size of original free frag is [i - numfrags(fs, osize)]
 973          * Size of remaining free frag is [i - frags]
 974          */
 975         cgp->cg_frsum[i - numfrags(fs, osize)]--;
 976         if (i != frags)
 977                 cgp->cg_frsum[i - frags]++;
 978         for (i = numfrags(fs, osize); i < frags; i++) {
 979                 clrbit(blksfree, bno + i);
 980                 cgp->cg_cs.cs_nffree--;
 981                 fs->fs_cstotal.cs_nffree--;
 982                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree--;
 983         }
 984         fs->fs_fmod = 1;
 985         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
 986                 softdep_setup_blkmapdep(bp, fs, bprev);
 987         bdwrite(bp);
 988         return (bprev);
 989 }
 990
 991 /*
 992  * Determine whether a block can be allocated.
 993  *
 994  * Check to see if a block of the appropriate size is available,
 995  * and if it is, allocate it.
 996  */
 997 static ufs_daddr_t
 998 ffs_alloccg(struct inode *ip, int cg, ufs_daddr_t bpref, int size)
 999 {
1000         struct fs *fs;
1001         struct cg *cgp;
1002         struct buf *bp;
1003         int i;
1004         ufs_daddr_t bno, blkno;
1005         int allocsiz, error, frags;
1006         uint8_t *blksfree;
1007
1008         fs = ip->i_fs;
1009         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize)
1010                 return (0);
1011         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, cg)),
1012                 (int)fs->fs_cgsize, &bp);
1013         if (error) {
1014                 brelse(bp);
1015                 return (0);
1016         }
1017         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1018         if (!cg_chkmagic(cgp) ||
1019             (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize)) {
1020                 brelse(bp);
1021                 return (0);
1022         }
1023         cgp->cg_time = time_second;
1024         if (size == fs->fs_bsize) {
1025                 bno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref);
1026                 bdwrite(bp);
1027                 return (bno);
1028         }
1029         /*
1030          * Check to see if any fragments of sufficient size are already
1031          * available.  Fit the data into a larger fragment if necessary,
1032          * before allocating a whole new block.
1033          */
1034         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1035         frags = numfrags(fs, size);
1036         for (allocsiz = frags; allocsiz < fs->fs_frag; allocsiz++) {
1037                 if (cgp->cg_frsum[allocsiz] != 0)
1038                         break;
1039         }
1040         if (allocsiz == fs->fs_frag) {
1041                 /*
1042                  * No fragments were available, allocate a whole block and
1043                  * cut the requested fragment (of size frags) out of it.
1044                  */
1045                 if (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0) {
1046                         brelse(bp);
1047                         return (0);
1048                 }
1049                 bno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref);
1050                 bpref = dtogd(fs, bno);
1051                 for (i = frags; i < fs->fs_frag; i++)
1052                         setbit(blksfree, bpref + i);
1053
1054                 /*
1055                  * Calculate the number of free frags still remaining after
1056                  * we have cut out the requested allocation.  Indicate that
1057                  * a fragment of that size is now available for future
1058                  * allocation.
1059                  */
1060                 i = fs->fs_frag - frags;
1061                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
1062                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
1063                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree += i;
1064                 fs->fs_fmod = 1;
1065                 cgp->cg_frsum[i]++;
1066                 bdwrite(bp);
1067                 return (bno);
1068         }
1069
1070         /*
1071          * cg_frsum[] has told us that a free fragment of allocsiz size is
1072          * available.  Find it, then clear the bitmap bits associated with
1073          * the size we want.
1074          */
1075         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz);
1076         if (bno < 0) {
1077                 brelse(bp);
1078                 return (0);
1079         }
1080         for (i = 0; i < frags; i++)
1081                 clrbit(blksfree, bno + i);
1082         cgp->cg_cs.cs_nffree -= frags;
1083         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= frags;
1084         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= frags;
1085         fs->fs_fmod = 1;
1086
1087         /*
1088          * Account for the allocation.  The original searched size that we
1089          * found is no longer available.  If we cut out a smaller piece then
1090          * a smaller fragment is now available.
1091          */
1092         cgp->cg_frsum[allocsiz]--;
1093         if (frags != allocsiz)
1094                 cgp->cg_frsum[allocsiz - frags]++;
1095         blkno = cg * fs->fs_fpg + bno;
1096         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1097                 softdep_setup_blkmapdep(bp, fs, blkno);
1098         bdwrite(bp);
1099         return ((u_long)blkno);
1100 }
1101
1102 /*
1103  * Allocate a block in a cylinder group.
1104  *
1105  * This algorithm implements the following policy:
1106  *   1) allocate the requested block.
1107  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
1108  *   3) allocate the next available block on the block rotor for the
1109  *      specified cylinder group.
1110  * Note that this routine only allocates fs_bsize blocks; these
1111  * blocks may be fragmented by the routine that allocates them.
1112  */
1113 static ufs_daddr_t
1114 ffs_alloccgblk(struct inode *ip, struct buf *bp, ufs_daddr_t bpref)
1115 {
1116         struct fs *fs;
1117         struct cg *cgp;
1118         ufs_daddr_t bno, blkno;
1119         int cylno, pos, delta;
1120         short *cylbp;
1121         int i;
1122         uint8_t *blksfree;
1123
1124         fs = ip->i_fs;
1125         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1126         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1127         if (bpref == 0 || dtog(fs, bpref) != cgp->cg_cgx) {
1128                 bpref = cgp->cg_rotor;
1129                 goto norot;
1130         }
1131         bpref = blknum(fs, bpref);
1132         bpref = dtogd(fs, bpref);
1133         /*
1134          * if the requested block is available, use it
1135          */
1136         if (ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, bpref))) {
1137                 bno = bpref;
1138                 goto gotit;
1139         }
1140         if (fs->fs_nrpos <= 1 || fs->fs_cpc == 0) {
1141                 /*
1142                  * Block layout information is not available.
1143                  * Leaving bpref unchanged means we take the
1144                  * next available free block following the one
1145                  * we just allocated. Hopefully this will at
1146                  * least hit a track cache on drives of unknown
1147                  * geometry (e.g. SCSI).
1148                  */
1149                 goto norot;
1150         }
1151         /*
1152          * check for a block available on the same cylinder
1153          */
1154         cylno = cbtocylno(fs, bpref);
1155         if (cg_blktot(cgp)[cylno] == 0)
1156                 goto norot;
1157         /*
1158          * check the summary information to see if a block is
1159          * available in the requested cylinder starting at the
1160          * requested rotational position and proceeding around.
1161          */
1162         cylbp = cg_blks(fs, cgp, cylno);
1163         pos = cbtorpos(fs, bpref);
1164         for (i = pos; i < fs->fs_nrpos; i++)
1165                 if (cylbp[i] > 0)
1166                         break;
1167         if (i == fs->fs_nrpos)
1168                 for (i = 0; i < pos; i++)
1169                         if (cylbp[i] > 0)
1170                                 break;
1171         if (cylbp[i] > 0) {
1172                 /*
1173                  * found a rotational position, now find the actual
1174                  * block. A panic if none is actually there.
1175                  */
1176                 pos = cylno % fs->fs_cpc;
1177                 bno = (cylno - pos) * fs->fs_spc / NSPB(fs);
1178                 if (fs_postbl(fs, pos)[i] == -1) {
1179                         kprintf("pos = %d, i = %d, fs = %s\n",
1180                             pos, i, fs->fs_fsmnt);
1181                         panic("ffs_alloccgblk: cyl groups corrupted");
1182                 }
1183                 for (i = fs_postbl(fs, pos)[i];; ) {
1184                         if (ffs_isblock(fs, blksfree, bno + i)) {
1185                                 bno = blkstofrags(fs, (bno + i));
1186                                 goto gotit;
1187                         }
1188                         delta = fs_rotbl(fs)[i];
1189                         if (delta <= 0 ||
1190                             delta + i > fragstoblks(fs, fs->fs_fpg))
1191                                 break;
1192                         i += delta;
1193                 }
1194                 kprintf("pos = %d, i = %d, fs = %s\n", pos, i, fs->fs_fsmnt);
1195                 panic("ffs_alloccgblk: can't find blk in cyl");
1196         }
1197 norot:
1198         /*
1199          * no blocks in the requested cylinder, so take next
1200          * available one in this cylinder group.
1201          */
1202         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, (int)fs->fs_frag);
1203         if (bno < 0)
1204                 return (0);
1205         cgp->cg_rotor = bno;
1206 gotit:
1207         blkno = fragstoblks(fs, bno);
1208         ffs_clrblock(fs, blksfree, (long)blkno);
1209         ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, -1);
1210         cgp->cg_cs.cs_nbfree--;
1211         fs->fs_cstotal.cs_nbfree--;
1212         fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nbfree--;
1213         cylno = cbtocylno(fs, bno);
1214         cg_blks(fs, cgp, cylno)[cbtorpos(fs, bno)]--;
1215         cg_blktot(cgp)[cylno]--;
1216         fs->fs_fmod = 1;
1217         blkno = cgp->cg_cgx * fs->fs_fpg + bno;
1218         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1219                 softdep_setup_blkmapdep(bp, fs, blkno);
1220         return (blkno);
1221 }
1222
1223 /*
1224  * Determine whether a cluster can be allocated.
1225  *
1226  * We do not currently check for optimal rotational layout if there
1227  * are multiple choices in the same cylinder group. Instead we just
1228  * take the first one that we find following bpref.
1229  */
1230 static ufs_daddr_t
1231 ffs_clusteralloc(struct inode *ip, int cg, ufs_daddr_t bpref, int len)
1232 {
1233         struct fs *fs;
1234         struct cg *cgp;
1235         struct buf *bp;
1236         int i, got, run, bno, bit, map;
1237         u_char *mapp;
1238         int32_t *lp;
1239         uint8_t *blksfree;
1240
1241         fs = ip->i_fs;
1242         if (fs->fs_maxcluster[cg] < len)
1243                 return (0);
1244         if (bread(ip->i_devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, cg)),
1245                   (int)fs->fs_cgsize, &bp)) {
1246                 goto fail;
1247         }
1248         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1249         if (!cg_chkmagic(cgp))
1250                 goto fail;
1251
1252         /*
1253          * Check to see if a cluster of the needed size (or bigger) is
1254          * available in this cylinder group.
1255          */
1256         lp = &cg_clustersum(cgp)[len];
1257         for (i = len; i <= fs->fs_contigsumsize; i++)
1258                 if (*lp++ > 0)
1259                         break;
1260         if (i > fs->fs_contigsumsize) {
1261                 /*
1262                  * This is the first time looking for a cluster in this
1263                  * cylinder group. Update the cluster summary information
1264                  * to reflect the true maximum sized cluster so that
1265                  * future cluster allocation requests can avoid reading
1266                  * the cylinder group map only to find no clusters.
1267                  */
1268                 lp = &cg_clustersum(cgp)[len - 1];
1269                 for (i = len - 1; i > 0; i--)
1270                         if (*lp-- > 0)
1271                                 break;
1272                 fs->fs_maxcluster[cg] = i;
1273                 goto fail;
1274         }
1275         /*
1276          * Search the cluster map to find a big enough cluster.
1277          * We take the first one that we find, even if it is larger
1278          * than we need as we prefer to get one close to the previous
1279          * block allocation. We do not search before the current
1280          * preference point as we do not want to allocate a block
1281          * that is allocated before the previous one (as we will
1282          * then have to wait for another pass of the elevator
1283          * algorithm before it will be read). We prefer to fail and
1284          * be recalled to try an allocation in the next cylinder group.
1285          */
1286         if (dtog(fs, bpref) != cg)
1287                 bpref = 0;
1288         else
1289                 bpref = fragstoblks(fs, dtogd(fs, blknum(fs, bpref)));
1290         mapp = &cg_clustersfree(cgp)[bpref / NBBY];
1291         map = *mapp++;
1292         bit = 1 << (bpref % NBBY);
1293         for (run = 0, got = bpref; got < cgp->cg_nclusterblks; got++) {
1294                 if ((map & bit) == 0) {
1295                         run = 0;
1296                 } else {
1297                         run++;
1298                         if (run == len)
1299                                 break;
1300                 }
1301                 if ((got & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1)) {
1302                         bit <<= 1;
1303                 } else {
1304                         map = *mapp++;
1305                         bit = 1;
1306                 }
1307         }
1308         if (got >= cgp->cg_nclusterblks)
1309                 goto fail;
1310         /*
1311          * Allocate the cluster that we have found.
1312          */
1313         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1314         for (i = 1; i <= len; i++) {
1315                 if (!ffs_isblock(fs, blksfree, got - run + i))
1316                         panic("ffs_clusteralloc: map mismatch");
1317         }
1318         bno = cg * fs->fs_fpg + blkstofrags(fs, got - run + 1);
1319         if (dtog(fs, bno) != cg)
1320                 panic("ffs_clusteralloc: allocated out of group");
1321         len = blkstofrags(fs, len);
1322         for (i = 0; i < len; i += fs->fs_frag) {
1323                 if ((got = ffs_alloccgblk(ip, bp, bno + i)) != bno + i)
1324                         panic("ffs_clusteralloc: lost block");
1325         }
1326         bdwrite(bp);
1327         return (bno);
1328
1329 fail:
1330         brelse(bp);
1331         return (0);
1332 }
1333
1334 /*
1335  * Determine whether an inode can be allocated.
1336  *
1337  * Check to see if an inode is available, and if it is,
1338  * allocate it using the following policy:
1339  *   1) allocate the requested inode.
1340  *   2) allocate the next available inode after the requested
1341  *      inode in the specified cylinder group.
1342  *   3) the inode must not already be in the inode hash table.  We
1343  *      can encounter such a case because the vnode reclamation sequence
1344  *      frees the bit
1345  *   3) the inode must not already be in the inode hash, otherwise it
1346  *      may be in the process of being deallocated.  This can occur
1347  *      because the bitmap is updated before the inode is removed from
1348  *      hash.  If we were to reallocate the inode the caller could wind
1349  *      up returning a vnode/inode combination which is in an indeterminate
1350  *      state.
1351  */
1352 static ino_t
1353 ffs_nodealloccg(struct inode *ip, int cg, ufs_daddr_t ipref, int mode)
1354 {
1355         struct ufsmount *ump;
1356         struct fs *fs;
1357         struct cg *cgp;
1358         struct buf *bp;
1359         uint8_t *inosused;
1360         uint8_t map;
1361         int error, len, arraysize, i;
1362         int icheckmiss;
1363         ufs_daddr_t ibase;
1364         struct vnode *vp;
1365
1366         vp = ITOV(ip);
1367         ump = VFSTOUFS(vp->v_mount);
1368         fs = ip->i_fs;
1369         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree == 0)
1370                 return (0);
1371         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, cg)),
1372                       (int)fs->fs_cgsize, &bp);
1373         if (error) {
1374                 brelse(bp);
1375                 return (0);
1376         }
1377         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1378         if (!cg_chkmagic(cgp) || cgp->cg_cs.cs_nifree == 0) {
1379                 brelse(bp);
1380                 return (0);
1381         }
1382         inosused = cg_inosused(cgp);
1383         icheckmiss = 0;
1384
1385         /*
1386          * Quick check, reuse the most recently free inode or continue
1387          * a scan from where we left off the last time.
1388          */
1389         ibase = cg * fs->fs_ipg;
1390         if (ipref) {
1391                 ipref %= fs->fs_ipg;
1392                 if (isclr(inosused, ipref)) {
1393                         if (ufs_ihashcheck(ump, ip->i_dev, ibase + ipref) == 0)
1394                                 goto gotit;
1395                 }
1396         }
1397
1398         /*
1399          * Scan the inode bitmap starting at irotor, be sure to handle
1400          * the edge case by going back to the beginning of the array.
1401          *
1402          * If the number of inodes is not byte-aligned, the unused bits
1403          * should be set to 1.  This will be sanity checked in gotit.  Note
1404          * that we have to be sure not to overlap the beginning and end
1405          * when irotor is in the middle of a byte as this will cause the
1406          * same bitmap byte to be checked twice.  To solve this problem we
1407          * just convert everything to a byte index for the loop.
1408          */
1409         ipref = (cgp->cg_irotor % fs->fs_ipg) >> 3;     /* byte index */
1410         len = (fs->fs_ipg + 7) >> 3;                    /* byte size */
1411         arraysize = len;
1412
1413         while (len > 0) {
1414                 map = inosused[ipref];
1415                 if (map != 255) {
1416                         for (i = 0; i < NBBY; ++i) {
1417                                 /*
1418                                  * If we find a free bit we have to make sure
1419                                  * that the inode is not in the middle of
1420                                  * being destroyed.  The inode should not exist
1421                                  * in the inode hash.
1422                                  *
1423                                  * Adjust the rotor to try to hit the
1424                                  * quick-check up above.
1425                                  */
1426                                 if ((map & (1 << i)) == 0) {
1427                                         if (ufs_ihashcheck(ump, ip->i_dev, ibase + (ipref << 3) + i) == 0) {
1428                                                 ipref = (ipref << 3) + i;
1429                                                 cgp->cg_irotor = (ipref + 1) % fs->fs_ipg;
1430                                                 goto gotit;
1431                                         }
1432                                         ++icheckmiss;
1433                                 }
1434                         }
1435                 }
1436
1437                 /*
1438                  * Setup for the next byte, start at the beginning again if
1439                  * we hit the end of the array.
1440                  */
1441                 if (++ipref == arraysize)
1442                         ipref = 0;
1443                 --len;
1444         }
1445         if (icheckmiss == cgp->cg_cs.cs_nifree) {
1446                 brelse(bp);
1447                 return(0);
1448         }
1449         kprintf("fs = %s\n", fs->fs_fsmnt);
1450         panic("ffs_nodealloccg: block not in map, icheckmiss/nfree %d/%d",
1451                 icheckmiss, cgp->cg_cs.cs_nifree);
1452         /* NOTREACHED */
1453
1454         /*
1455          * ipref is a bit index as of the gotit label.
1456          */
1457 gotit:
1458         KKASSERT(ipref >= 0 && ipref < fs->fs_ipg);
1459         cgp->cg_time = time_second;
1460         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1461                 softdep_setup_inomapdep(bp, ip, ibase + ipref);
1462         setbit(inosused, ipref);
1463         cgp->cg_cs.cs_nifree--;
1464         fs->fs_cstotal.cs_nifree--;
1465         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree--;
1466         fs->fs_fmod = 1;
1467         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1468                 cgp->cg_cs.cs_ndir++;
1469                 fs->fs_cstotal.cs_ndir++;
1470                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir++;
1471         }
1472         bdwrite(bp);
1473         return (ibase + ipref);
1474 }
1475
1476 /*
1477  * Free a block or fragment.
1478  *
1479  * The specified block or fragment is placed back in the
1480  * free map. If a fragment is deallocated, a possible
1481  * block reassembly is checked.
1482  */
1483 void
1484 ffs_blkfree_cg(struct fs * fs, struct vnode * i_devvp, cdev_t i_dev, ino_t i_number,
1485                 uint32_t i_din_uid, ufs_daddr_t bno, long size)
1486 {
1487         struct cg *cgp;
1488         struct buf *bp;
1489         ufs_daddr_t blkno;
1490         int i, error, cg, blk, frags, bbase;
1491         uint8_t *blksfree;
1492
1493         VOP_FREEBLKS(i_devvp, fsbtodoff(fs, bno), size);
1494         if ((uint)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0 ||
1495             fragnum(fs, bno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag) {
1496                 kprintf("dev=%s, bno = %ld, bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
1497                     devtoname(i_dev), (long)bno, (long)fs->fs_bsize, size,
1498                     fs->fs_fsmnt);
1499                 panic("ffs_blkfree: bad size");
1500         }
1501         cg = dtog(fs, bno);
1502         if ((uint)bno >= fs->fs_size) {
1503                 kprintf("bad block %ld, ino %lu\n",
1504                     (long)bno, (u_long)i_number);
1505                 ffs_fserr(fs, i_din_uid, "bad block");
1506                 return;
1507         }
1508
1509         /*
1510          * Load the cylinder group
1511          */
1512         error = bread(i_devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, cg)),
1513                       (int)fs->fs_cgsize, &bp);
1514         if (error) {
1515                 brelse(bp);
1516                 return;
1517         }
1518         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1519         if (!cg_chkmagic(cgp)) {
1520                 brelse(bp);
1521                 return;
1522         }
1523         cgp->cg_time = time_second;
1524         bno = dtogd(fs, bno);
1525         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1526
1527         if (size == fs->fs_bsize) {
1528                 /*
1529                  * Free a whole block
1530                  */
1531                 blkno = fragstoblks(fs, bno);
1532                 if (!ffs_isfreeblock(fs, blksfree, blkno)) {
1533                         kprintf("dev = %s, block = %ld, fs = %s\n",
1534                             devtoname(i_dev), (long)bno, fs->fs_fsmnt);
1535                         panic("ffs_blkfree: freeing free block");
1536                 }
1537                 ffs_setblock(fs, blksfree, blkno);
1538                 ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, 1);
1539                 cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
1540                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
1541                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
1542                 i = cbtocylno(fs, bno);
1543                 cg_blks(fs, cgp, i)[cbtorpos(fs, bno)]++;
1544                 cg_blktot(cgp)[i]++;
1545         } else {
1546                 /*
1547                  * Free a fragment within a block.
1548                  *
1549                  * bno is the starting block number of the fragment being
1550                  * freed.
1551                  *
1552                  * bbase is the starting block number for the filesystem
1553                  * block containing the fragment.
1554                  *
1555                  * blk is the current bitmap for the fragments within the
1556                  * filesystem block containing the fragment.
1557                  *
1558                  * frags is the number of fragments being freed
1559                  *
1560                  * Call ffs_fragacct() to account for the removal of all
1561                  * current fragments, then adjust the bitmap to free the
1562                  * requested fragment, and finally call ffs_fragacct() again
1563                  * to regenerate the accounting.
1564                  */
1565                 bbase = bno - fragnum(fs, bno);
1566                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
1567                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, -1);
1568                 frags = numfrags(fs, size);
1569                 for (i = 0; i < frags; i++) {
1570                         if (isset(blksfree, bno + i)) {
1571                                 kprintf("dev = %s, block = %ld, fs = %s\n",
1572                                     devtoname(i_dev), (long)(bno + i),
1573                                     fs->fs_fsmnt);
1574                                 panic("ffs_blkfree: freeing free frag");
1575                         }
1576                         setbit(blksfree, bno + i);
1577                 }
1578                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
1579                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
1580                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree += i;
1581
1582                 /*
1583                  * Add back in counts associated with the new frags
1584                  */
1585                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
1586                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, 1);
1587
1588                 /*
1589                  * If a complete block has been reassembled, account for it
1590                  */
1591                 blkno = fragstoblks(fs, bbase);
1592                 if (ffs_isblock(fs, blksfree, blkno)) {
1593                         cgp->cg_cs.cs_nffree -= fs->fs_frag;
1594                         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= fs->fs_frag;
1595                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= fs->fs_frag;
1596                         ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, 1);
1597                         cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
1598                         fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
1599                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
1600                         i = cbtocylno(fs, bbase);
1601                         cg_blks(fs, cgp, i)[cbtorpos(fs, bbase)]++;
1602                         cg_blktot(cgp)[i]++;
1603                 }
1604         }
1605         fs->fs_fmod = 1;
1606         bdwrite(bp);
1607 }
1608
1609 struct ffs_blkfree_trim_params {
1610         struct task task;
1611         ufs_daddr_t bno;
1612         long size;
1613
1614         /*
1615          * With TRIM,  inode pointer is gone in the callback but we still need
1616          * the following fields for  ffs_blkfree_cg()
1617          */
1618         struct vnode *i_devvp;
1619         struct fs *i_fs;
1620         cdev_t i_dev;
1621         ino_t i_number;
1622         uint32_t i_din_uid;
1623 };
1624
1625
1626 static void
1627 ffs_blkfree_trim_task(void *ctx, int pending)
1628 {
1629         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
1630
1631         tp = ctx;
1632         ffs_blkfree_cg(tp->i_fs, tp->i_devvp, tp->i_dev, tp->i_number,
1633             tp->i_din_uid, tp->bno, tp->size);
1634         kfree(tp, M_TEMP);
1635 }
1636
1637
1638
1639 static void
1640 ffs_blkfree_trim_completed(struct bio *biop)
1641 {
1642         struct buf *bp = biop->bio_buf;
1643         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
1644
1645         tp = bp->b_bio1.bio_caller_info1.ptr;
1646         TASK_INIT(&tp->task, 0, ffs_blkfree_trim_task, tp);
1647         tp = biop->bio_caller_info1.ptr;
1648         taskqueue_enqueue(taskqueue_swi, &tp->task);
1649         biodone(biop);
1650 }
1651
1652
1653 /*
1654  * If TRIM is enabled, we TRIM the blocks first then free them. We do this
1655  * after TRIM is finished and the callback handler is called. The logic here
1656  * is that we free the blocks before updating the bitmap so that we don't
1657  * reuse a block before we actually trim it, which would result in trimming
1658  * a valid block.
1659  */
1660 void
1661 ffs_blkfree(struct inode *ip, ufs_daddr_t bno, long size)
1662 {
1663         struct mount *mp = ip->i_devvp->v_mount;
1664         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
1665
1666         if (!(mp->mnt_flag & MNT_TRIM)) {
1667                 ffs_blkfree_cg(ip->i_fs, ip->i_devvp,ip->i_dev,ip->i_number,
1668                     ip->i_uid, bno, size);
1669                 return;
1670         }
1671
1672         struct buf *bp;
1673
1674         tp = kmalloc(sizeof(struct ffs_blkfree_trim_params), M_TEMP, M_WAITOK);
1675         tp->bno = bno;
1676         tp->i_fs= ip->i_fs;
1677         tp->i_devvp = ip->i_devvp;
1678         tp->i_dev = ip->i_dev;
1679         tp->i_din_uid = ip->i_uid;
1680         tp->i_number = ip->i_number;
1681         tp->size = size;
1682
1683         bp = getnewbuf(0, 0, 0, 1);
1684         BUF_KERNPROC(bp);
1685         bp->b_cmd = BUF_CMD_FREEBLKS;
1686         bp->b_bio1.bio_offset =  fsbtodoff(ip->i_fs, bno);
1687         bp->b_bcount = size;
1688         bp->b_bio1.bio_caller_info1.ptr = tp;
1689         bp->b_bio1.bio_done = ffs_blkfree_trim_completed;
1690         vn_strategy(ip->i_devvp, &bp->b_bio1);
1691 }
1692
1693 #ifdef DIAGNOSTIC
1694 /*
1695  * Verify allocation of a block or fragment. Returns true if block or
1696  * fragment is allocated, false if it is free.
1697  */
1698 static int
1699 ffs_checkblk(struct inode *ip, ufs_daddr_t bno, long size)
1700 {
1701         struct fs *fs;
1702         struct cg *cgp;
1703         struct buf *bp;
1704         int i, error, frags, free;
1705         uint8_t *blksfree;
1706
1707         fs = ip->i_fs;
1708         if ((uint)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
1709                 kprintf("bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
1710                     (long)fs->fs_bsize, size, fs->fs_fsmnt);
1711                 panic("ffs_checkblk: bad size");
1712         }
1713         if ((uint)bno >= fs->fs_size)
1714                 panic("ffs_checkblk: bad block %d", bno);
1715         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, dtog(fs, bno))),
1716                       (int)fs->fs_cgsize, &bp);
1717         if (error)
1718                 panic("ffs_checkblk: cg bread failed");
1719         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1720         if (!cg_chkmagic(cgp))
1721                 panic("ffs_checkblk: cg magic mismatch");
1722         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1723         bno = dtogd(fs, bno);
1724         if (size == fs->fs_bsize) {
1725                 free = ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, bno));
1726         } else {
1727                 frags = numfrags(fs, size);
1728                 for (free = 0, i = 0; i < frags; i++)
1729                         if (isset(blksfree, bno + i))
1730                                 free++;
1731                 if (free != 0 && free != frags)
1732                         panic("ffs_checkblk: partially free fragment");
1733         }
1734         brelse(bp);
1735         return (!free);
1736 }
1737 #endif /* DIAGNOSTIC */
1738
1739 /*
1740  * Free an inode.
1741  */
1742 int
1743 ffs_vfree(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
1744 {
1745         if (DOINGSOFTDEP(pvp)) {
1746                 softdep_freefile(pvp, ino, mode);
1747                 return (0);
1748         }
1749         return (ffs_freefile(pvp, ino, mode));
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Do the actual free operation.
1754  * The specified inode is placed back in the free map.
1755  */
1756 int
1757 ffs_freefile(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
1758 {
1759         struct fs *fs;
1760         struct cg *cgp;
1761         struct inode *pip;
1762         struct buf *bp;
1763         int error, cg;
1764         uint8_t *inosused;
1765
1766         pip = VTOI(pvp);
1767         fs = pip->i_fs;
1768         if ((uint)ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
1769                 panic("ffs_vfree: range: dev = (%d,%d), ino = %"PRId64", fs = %s",
1770                     major(pip->i_dev), minor(pip->i_dev), ino, fs->fs_fsmnt);
1771         cg = ino_to_cg(fs, ino);
1772         error = bread(pip->i_devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, cg)),
1773                       (int)fs->fs_cgsize, &bp);
1774         if (error) {
1775                 brelse(bp);
1776                 return (error);
1777         }
1778         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1779         if (!cg_chkmagic(cgp)) {
1780                 brelse(bp);
1781                 return (0);
1782         }
1783         cgp->cg_time = time_second;
1784         inosused = cg_inosused(cgp);
1785         ino %= fs->fs_ipg;
1786         if (isclr(inosused, ino)) {
1787                 kprintf("dev = %s, ino = %lu, fs = %s\n",
1788                     devtoname(pip->i_dev), (u_long)ino, fs->fs_fsmnt);
1789                 if (fs->fs_ronly == 0)
1790                         panic("ffs_vfree: freeing free inode");
1791         }
1792         clrbit(inosused, ino);
1793         if (ino < cgp->cg_irotor)
1794                 cgp->cg_irotor = ino;
1795         cgp->cg_cs.cs_nifree++;
1796         fs->fs_cstotal.cs_nifree++;
1797         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree++;
1798         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1799                 cgp->cg_cs.cs_ndir--;
1800                 fs->fs_cstotal.cs_ndir--;
1801                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir--;
1802         }
1803         fs->fs_fmod = 1;
1804         bdwrite(bp);
1805         return (0);
1806 }
1807
1808 /*
1809  * Find a block of the specified size in the specified cylinder group.
1810  *
1811  * It is a panic if a request is made to find a block if none are
1812  * available.
1813  */
1814 static ufs_daddr_t
1815 ffs_mapsearch(struct fs *fs, struct cg *cgp, ufs_daddr_t bpref, int allocsiz)
1816 {
1817         ufs_daddr_t bno;
1818         int start, len, loc, i;
1819         int blk, field, subfield, pos;
1820         uint8_t *blksfree;
1821
1822         /*
1823          * find the fragment by searching through the free block
1824          * map for an appropriate bit pattern.
1825          */
1826         if (bpref)
1827                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
1828         else
1829                 start = cgp->cg_frotor / NBBY;
1830         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1831         len = howmany(fs->fs_fpg, NBBY) - start;
1832         loc = scanc((uint)len, (u_char *)&blksfree[start],
1833                 (u_char *)fragtbl[fs->fs_frag],
1834                 (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
1835         if (loc == 0) {
1836                 len = start + 1;        /* XXX why overlap here? */
1837                 start = 0;
1838                 loc = scanc((uint)len, (u_char *)&blksfree[0],
1839                         (u_char *)fragtbl[fs->fs_frag],
1840                         (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
1841                 if (loc == 0) {
1842                         kprintf("start = %d, len = %d, fs = %s\n",
1843                             start, len, fs->fs_fsmnt);
1844                         panic("ffs_alloccg: map corrupted");
1845                         /* NOTREACHED */
1846                 }
1847         }
1848         bno = (start + len - loc) * NBBY;
1849         cgp->cg_frotor = bno;
1850         /*
1851          * found the byte in the map
1852          * sift through the bits to find the selected frag
1853          */
1854         for (i = bno + NBBY; bno < i; bno += fs->fs_frag) {
1855                 blk = blkmap(fs, blksfree, bno);
1856                 blk <<= 1;
1857                 field = around[allocsiz];
1858                 subfield = inside[allocsiz];
1859                 for (pos = 0; pos <= fs->fs_frag - allocsiz; pos++) {
1860                         if ((blk & field) == subfield)
1861                                 return (bno + pos);
1862                         field <<= 1;
1863                         subfield <<= 1;
1864                 }
1865         }
1866         kprintf("bno = %lu, fs = %s\n", (u_long)bno, fs->fs_fsmnt);
1867         panic("ffs_alloccg: block not in map");
1868         return (-1);
1869 }
1870
1871 /*
1872  * Update the cluster map because of an allocation or free.
1873  *
1874  * Cnt == 1 means free; cnt == -1 means allocating.
1875  */
1876 static void
1877 ffs_clusteracct(struct fs *fs, struct cg *cgp, ufs_daddr_t blkno, int cnt)
1878 {
1879         int32_t *sump;
1880         int32_t *lp;
1881         u_char *freemapp, *mapp;
1882         int i, start, end, forw, back, map, bit;
1883
1884         if (fs->fs_contigsumsize <= 0)
1885                 return;
1886         freemapp = cg_clustersfree(cgp);
1887         sump = cg_clustersum(cgp);
1888         /*
1889          * Allocate or clear the actual block.
1890          */
1891         if (cnt > 0)
1892                 setbit(freemapp, blkno);
1893         else
1894                 clrbit(freemapp, blkno);
1895         /*
1896          * Find the size of the cluster going forward.
1897          */
1898         start = blkno + 1;
1899         end = start + fs->fs_contigsumsize;
1900         if (end >= cgp->cg_nclusterblks)
1901                 end = cgp->cg_nclusterblks;
1902         mapp = &freemapp[start / NBBY];
1903         map = *mapp++;
1904         bit = 1 << (start % NBBY);
1905         for (i = start; i < end; i++) {
1906                 if ((map & bit) == 0)
1907                         break;
1908                 if ((i & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1)) {
1909                         bit <<= 1;
1910                 } else {
1911                         map = *mapp++;
1912                         bit = 1;
1913                 }
1914         }
1915         forw = i - start;
1916         /*
1917          * Find the size of the cluster going backward.
1918          */
1919         start = blkno - 1;
1920         end = start - fs->fs_contigsumsize;
1921         if (end < 0)
1922                 end = -1;
1923         mapp = &freemapp[start / NBBY];
1924         map = *mapp--;
1925         bit = 1 << (start % NBBY);
1926         for (i = start; i > end; i--) {
1927                 if ((map & bit) == 0)
1928                         break;
1929                 if ((i & (NBBY - 1)) != 0) {
1930                         bit >>= 1;
1931                 } else {
1932                         map = *mapp--;
1933                         bit = 1 << (NBBY - 1);
1934                 }
1935         }
1936         back = start - i;
1937         /*
1938          * Account for old cluster and the possibly new forward and
1939          * back clusters.
1940          */
1941         i = back + forw + 1;
1942         if (i > fs->fs_contigsumsize)
1943                 i = fs->fs_contigsumsize;
1944         sump[i] += cnt;
1945         if (back > 0)
1946                 sump[back] -= cnt;
1947         if (forw > 0)
1948                 sump[forw] -= cnt;
1949         /*
1950          * Update cluster summary information.
1951          */
1952         lp = &sump[fs->fs_contigsumsize];
1953         for (i = fs->fs_contigsumsize; i > 0; i--)
1954                 if (*lp-- > 0)
1955                         break;
1956         fs->fs_maxcluster[cgp->cg_cgx] = i;
1957 }
1958
1959 /*
1960  * Fserr prints the name of a filesystem with an error diagnostic.
1961  *
1962  * The form of the error message is:
1963  *      fs: error message
1964  */
1965 static void
1966 ffs_fserr(struct fs *fs, uint uid, char *cp)
1967 {
1968         struct thread *td = curthread;
1969         struct proc *p;
1970
1971         if ((p = td->td_proc) != NULL) {
1972             log(LOG_ERR, "pid %d (%s), uid %d on %s: %s\n", p ? p->p_pid : -1,
1973                     p ? p->p_comm : "-", uid, fs->fs_fsmnt, cp);
1974         } else {
1975             log(LOG_ERR, "system thread %p, uid %d on %s: %s\n",
1976                     td, uid, fs->fs_fsmnt, cp);
1977         }
1978 }