d59e0f73dbc55c02d2e0627056f5aae049692381
[dragonfly.git] / sys / vfs / ufs / ffs_softdep.c
1 /*
2  * Copyright 1998, 2000 Marshall Kirk McKusick. All Rights Reserved.
3  *
4  * The soft updates code is derived from the appendix of a University
5  * of Michigan technical report (Gregory R. Ganger and Yale N. Patt,
6  * "Soft Updates: A Solution to the Metadata Update Problem in File
7  * Systems", CSE-TR-254-95, August 1995).
8  *
9  * Further information about soft updates can be obtained from:
10  *
11  *      Marshall Kirk McKusick          http://www.mckusick.com/softdep/
12  *      1614 Oxford Street              mckusick@mckusick.com
13  *      Berkeley, CA 94709-1608         +1-510-843-9542
14  *      USA
15  *
16  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
17  * modification, are permitted provided that the following conditions
18  * are met:
19  *
20  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
22  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
23  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
24  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
25  *
26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY MARSHALL KIRK MCKUSICK ``AS IS'' AND ANY
27  * EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED
28  * WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
29  * DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL MARSHALL KIRK MCKUSICK BE LIABLE FOR
30  * ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
36  * SUCH DAMAGE.
37  *
38  *      from: @(#)ffs_softdep.c 9.59 (McKusick) 6/21/00
39  * $FreeBSD: src/sys/ufs/ffs/ffs_softdep.c,v 1.57.2.11 2002/02/05 18:46:53 dillon Exp $
40  */
41
42 /*
43  * For now we want the safety net that the DIAGNOSTIC and DEBUG flags provide.
44  */
45 #ifndef DIAGNOSTIC
46 #define DIAGNOSTIC
47 #endif
48 #ifndef DEBUG
49 #define DEBUG
50 #endif
51
52 #include <sys/param.h>
53 #include <sys/kernel.h>
54 #include <sys/systm.h>
55 #include <sys/buf.h>
56 #include <sys/malloc.h>
57 #include <sys/mount.h>
58 #include <sys/proc.h>
59 #include <sys/syslog.h>
60 #include <sys/vnode.h>
61 #include <sys/conf.h>
62 #include <machine/inttypes.h>
63 #include "dir.h"
64 #include "quota.h"
65 #include "inode.h"
66 #include "ufsmount.h"
67 #include "fs.h"
68 #include "softdep.h"
69 #include "ffs_extern.h"
70 #include "ufs_extern.h"
71
72 #include <sys/buf2.h>
73 #include <sys/thread2.h>
74 #include <sys/lock.h>
75
76 /*
77  * These definitions need to be adapted to the system to which
78  * this file is being ported.
79  */
80 /*
81  * malloc types defined for the softdep system.
82  */
83 MALLOC_DEFINE(M_PAGEDEP, "pagedep","File page dependencies");
84 MALLOC_DEFINE(M_INODEDEP, "inodedep","Inode dependencies");
85 MALLOC_DEFINE(M_NEWBLK, "newblk","New block allocation");
86 MALLOC_DEFINE(M_BMSAFEMAP, "bmsafemap","Block or frag allocated from cyl group map");
87 MALLOC_DEFINE(M_ALLOCDIRECT, "allocdirect","Block or frag dependency for an inode");
88 MALLOC_DEFINE(M_INDIRDEP, "indirdep","Indirect block dependencies");
89 MALLOC_DEFINE(M_ALLOCINDIR, "allocindir","Block dependency for an indirect block");
90 MALLOC_DEFINE(M_FREEFRAG, "freefrag","Previously used frag for an inode");
91 MALLOC_DEFINE(M_FREEBLKS, "freeblks","Blocks freed from an inode");
92 MALLOC_DEFINE(M_FREEFILE, "freefile","Inode deallocated");
93 MALLOC_DEFINE(M_DIRADD, "diradd","New directory entry");
94 MALLOC_DEFINE(M_MKDIR, "mkdir","New directory");
95 MALLOC_DEFINE(M_DIRREM, "dirrem","Directory entry deleted");
96
97 #define M_SOFTDEP_FLAGS         (M_WAITOK | M_USE_RESERVE)
98
99 #define D_PAGEDEP       0
100 #define D_INODEDEP      1
101 #define D_NEWBLK        2
102 #define D_BMSAFEMAP     3
103 #define D_ALLOCDIRECT   4
104 #define D_INDIRDEP      5
105 #define D_ALLOCINDIR    6
106 #define D_FREEFRAG      7
107 #define D_FREEBLKS      8
108 #define D_FREEFILE      9
109 #define D_DIRADD        10
110 #define D_MKDIR         11
111 #define D_DIRREM        12
112 #define D_LAST          D_DIRREM
113
114 /* 
115  * translate from workitem type to memory type
116  * MUST match the defines above, such that memtype[D_XXX] == M_XXX
117  */
118 static struct malloc_type *memtype[] = {
119         M_PAGEDEP,
120         M_INODEDEP,
121         M_NEWBLK,
122         M_BMSAFEMAP,
123         M_ALLOCDIRECT,
124         M_INDIRDEP,
125         M_ALLOCINDIR,
126         M_FREEFRAG,
127         M_FREEBLKS,
128         M_FREEFILE,
129         M_DIRADD,
130         M_MKDIR,
131         M_DIRREM
132 };
133
134 #define DtoM(type) (memtype[type])
135
136 /*
137  * Names of malloc types.
138  */
139 #define TYPENAME(type)  \
140         ((unsigned)(type) < D_LAST ? memtype[type]->ks_shortdesc : "???")
141 /*
142  * End system adaptaion definitions.
143  */
144
145 /*
146  * Internal function prototypes.
147  */
148 static  void softdep_error(char *, int);
149 static  void drain_output(struct vnode *, int);
150 static  int getdirtybuf(struct buf **, int);
151 static  void clear_remove(struct thread *);
152 static  void clear_inodedeps(struct thread *);
153 static  int flush_pagedep_deps(struct vnode *, struct mount *,
154             struct diraddhd *);
155 static  int flush_inodedep_deps(struct fs *, ino_t);
156 static  int handle_written_filepage(struct pagedep *, struct buf *);
157 static  void diradd_inode_written(struct diradd *, struct inodedep *);
158 static  int handle_written_inodeblock(struct inodedep *, struct buf *);
159 static  void handle_allocdirect_partdone(struct allocdirect *);
160 static  void handle_allocindir_partdone(struct allocindir *);
161 static  void initiate_write_filepage(struct pagedep *, struct buf *);
162 static  void handle_written_mkdir(struct mkdir *, int);
163 static  void initiate_write_inodeblock(struct inodedep *, struct buf *);
164 static  void handle_workitem_freefile(struct freefile *);
165 static  void handle_workitem_remove(struct dirrem *);
166 static  struct dirrem *newdirrem(struct buf *, struct inode *,
167             struct inode *, int, struct dirrem **);
168 static  void free_diradd(struct diradd *);
169 static  void free_allocindir(struct allocindir *, struct inodedep *);
170 static  int indir_trunc (struct inode *, off_t, int, ufs_lbn_t, long *);
171 static  void deallocate_dependencies(struct buf *, struct inodedep *);
172 static  void free_allocdirect(struct allocdirectlst *,
173             struct allocdirect *, int);
174 static  int check_inode_unwritten(struct inodedep *);
175 static  int free_inodedep(struct inodedep *);
176 static  void handle_workitem_freeblocks(struct freeblks *);
177 static  void merge_inode_lists(struct inodedep *);
178 static  void setup_allocindir_phase2(struct buf *, struct inode *,
179             struct allocindir *);
180 static  struct allocindir *newallocindir(struct inode *, int, ufs_daddr_t,
181             ufs_daddr_t);
182 static  void handle_workitem_freefrag(struct freefrag *);
183 static  struct freefrag *newfreefrag(struct inode *, ufs_daddr_t, long);
184 static  void allocdirect_merge(struct allocdirectlst *,
185             struct allocdirect *, struct allocdirect *);
186 static  struct bmsafemap *bmsafemap_lookup(struct buf *);
187 static  int newblk_lookup(struct fs *, ufs_daddr_t, int,
188             struct newblk **);
189 static  int inodedep_lookup(struct fs *, ino_t, int, struct inodedep **);
190 static  int pagedep_lookup(struct inode *, ufs_lbn_t, int,
191             struct pagedep **);
192 static  int request_cleanup(int, int);
193 static  int process_worklist_item(struct mount *);
194 static  void add_to_worklist(struct worklist *);
195
196 /*
197  * Exported softdep operations.
198  */
199 static  void softdep_disk_io_initiation(struct buf *);
200 static  void softdep_disk_write_complete(struct buf *);
201 static  void softdep_deallocate_dependencies(struct buf *);
202 static  int softdep_fsync(struct vnode *);
203 static  int softdep_process_worklist(struct mount *);
204 static  void softdep_move_dependencies(struct buf *, struct buf *);
205 static  int softdep_count_dependencies(struct buf *bp, int);
206 static  int softdep_checkread(struct buf *bp);
207 static  int softdep_checkwrite(struct buf *bp);
208
209 static struct bio_ops softdep_bioops = {
210         .io_start = softdep_disk_io_initiation,
211         .io_complete = softdep_disk_write_complete,
212         .io_deallocate = softdep_deallocate_dependencies,
213         .io_fsync = softdep_fsync,
214         .io_sync = softdep_process_worklist,
215         .io_movedeps = softdep_move_dependencies,
216         .io_countdeps = softdep_count_dependencies,
217         .io_checkread = softdep_checkread,
218         .io_checkwrite = softdep_checkwrite
219 };
220
221 /*
222  * Locking primitives.
223  */
224 static  void acquire_lock(struct lock *);
225 static  void free_lock(struct lock *);
226 #ifdef INVARIANTS
227 static  int lock_held(struct lock *);
228 #endif
229
230 static struct lock lk;
231
232 #define ACQUIRE_LOCK(lkp)               acquire_lock(lkp)
233 #define FREE_LOCK(lkp)                  free_lock(lkp)
234
235 static void
236 acquire_lock(struct lock *lkp)
237 {
238         lockmgr(lkp, LK_EXCLUSIVE);
239 }
240
241 static void
242 free_lock(struct lock *lkp)
243 {
244         lockmgr(lkp, LK_RELEASE);
245 }
246
247 #ifdef INVARIANTS
248 static int
249 lock_held(struct lock *lkp) 
250 {
251         return lockcountnb(lkp);
252 }
253 #endif
254
255 /*
256  * Place holder for real semaphores.
257  */
258 struct sema {
259         int     value;
260         thread_t holder;
261         char    *name;
262         int     timo;
263 };
264 static  void sema_init(struct sema *, char *, int);
265 static  int sema_get(struct sema *, struct lock *);
266 static  void sema_release(struct sema *);
267
268 #define NOHOLDER        ((struct thread *) -1)
269
270 static void
271 sema_init(struct sema *semap, char *name, int timo)
272 {
273         semap->holder = NOHOLDER;
274         semap->value = 0;
275         semap->name = name;
276         semap->timo = timo;
277 }
278
279 static int
280 sema_get(struct sema *semap, struct lock *interlock)
281 {
282         if (semap->value++ > 0) {
283                 if (interlock)
284                         lksleep(semap, interlock, 0, semap->name, semap->timo);
285                 else
286                         tsleep(semap, 0, semap->name, semap->timo);
287                 return (0);
288         }
289         semap->holder = curthread;
290         return (1);
291 }
292
293 static void
294 sema_release(struct sema *semap)
295 {
296         if (semap->value <= 0 || semap->holder != curthread) {
297                 panic("sema_release: not held");
298         }
299         if (--semap->value > 0) {
300                 semap->value = 0;
301                 wakeup(semap);
302         }
303         semap->holder = NOHOLDER;
304 }
305
306 /*
307  * Worklist queue management.
308  * These routines require that the lock be held.
309  */
310 static  void worklist_insert(struct workhead *, struct worklist *);
311 static  void worklist_remove(struct worklist *);
312 static  void workitem_free(struct worklist *, int);
313
314 #define WORKLIST_INSERT_BP(bp, item) do {       \
315         (bp)->b_ops = &softdep_bioops;          \
316         worklist_insert(&(bp)->b_dep, item);    \
317 } while (0)
318
319 #define WORKLIST_INSERT(head, item) worklist_insert(head, item)
320 #define WORKLIST_REMOVE(item) worklist_remove(item)
321 #define WORKITEM_FREE(item, type) workitem_free((struct worklist *)item, type)
322
323 static void
324 worklist_insert(struct workhead *head, struct worklist *item)
325 {
326         KKASSERT(lock_held(&lk) > 0);
327
328         if (item->wk_state & ONWORKLIST) {
329                 panic("worklist_insert: already on list");
330         }
331         item->wk_state |= ONWORKLIST;
332         LIST_INSERT_HEAD(head, item, wk_list);
333 }
334
335 static void
336 worklist_remove(struct worklist *item)
337 {
338
339         KKASSERT(lock_held(&lk));
340         if ((item->wk_state & ONWORKLIST) == 0) 
341                 panic("worklist_remove: not on list");
342         
343         item->wk_state &= ~ONWORKLIST;
344         LIST_REMOVE(item, wk_list);
345 }
346
347 static void
348 workitem_free(struct worklist *item, int type)
349 {
350
351         if (item->wk_state & ONWORKLIST) 
352                 panic("workitem_free: still on list");
353         if (item->wk_type != type) 
354                 panic("workitem_free: type mismatch");
355
356         kfree(item, DtoM(type));
357 }
358
359 /*
360  * Workitem queue management
361  */
362 static struct workhead softdep_workitem_pending;
363 static int num_on_worklist;     /* number of worklist items to be processed */
364 static int softdep_worklist_busy; /* 1 => trying to do unmount */
365 static int softdep_worklist_req; /* serialized waiters */
366 static int max_softdeps;        /* maximum number of structs before slowdown */
367 static int tickdelay = 2;       /* number of ticks to pause during slowdown */
368 static int *stat_countp;        /* statistic to count in proc_waiting timeout */
369 static int proc_waiting;        /* tracks whether we have a timeout posted */
370 static struct thread *filesys_syncer; /* proc of filesystem syncer process */
371 static int req_clear_inodedeps; /* syncer process flush some inodedeps */
372 #define FLUSH_INODES    1
373 static int req_clear_remove;    /* syncer process flush some freeblks */
374 #define FLUSH_REMOVE    2
375 /*
376  * runtime statistics
377  */
378 static int stat_worklist_push;  /* number of worklist cleanups */
379 static int stat_blk_limit_push; /* number of times block limit neared */
380 static int stat_ino_limit_push; /* number of times inode limit neared */
381 static int stat_blk_limit_hit;  /* number of times block slowdown imposed */
382 static int stat_ino_limit_hit;  /* number of times inode slowdown imposed */
383 static int stat_sync_limit_hit; /* number of synchronous slowdowns imposed */
384 static int stat_indir_blk_ptrs; /* bufs redirtied as indir ptrs not written */
385 static int stat_inode_bitmap;   /* bufs redirtied as inode bitmap not written */
386 static int stat_direct_blk_ptrs;/* bufs redirtied as direct ptrs not written */
387 static int stat_dir_entry;      /* bufs redirtied as dir entry cannot write */
388 #ifdef DEBUG
389 #include <vm/vm.h>
390 #include <sys/sysctl.h>
391 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, max_softdeps, CTLFLAG_RW, &max_softdeps, 0,
392     "Maximum soft dependencies before slowdown occurs");
393 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tickdelay, CTLFLAG_RW, &tickdelay, 0,
394     "Ticks to delay before allocating during slowdown");
395 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, worklist_push, CTLFLAG_RW, &stat_worklist_push, 0,
396     "Number of worklist cleanups");
397 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, blk_limit_push, CTLFLAG_RW, &stat_blk_limit_push, 0,
398     "Number of times block limit neared");
399 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ino_limit_push, CTLFLAG_RW, &stat_ino_limit_push, 0,
400     "Number of times inode limit neared");
401 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, blk_limit_hit, CTLFLAG_RW, &stat_blk_limit_hit, 0,
402     "Number of times block slowdown imposed");
403 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ino_limit_hit, CTLFLAG_RW, &stat_ino_limit_hit, 0,
404     "Number of times inode slowdown imposed ");
405 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, sync_limit_hit, CTLFLAG_RW, &stat_sync_limit_hit, 0,
406     "Number of synchronous slowdowns imposed");
407 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, indir_blk_ptrs, CTLFLAG_RW, &stat_indir_blk_ptrs, 0,
408     "Bufs redirtied as indir ptrs not written");
409 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, inode_bitmap, CTLFLAG_RW, &stat_inode_bitmap, 0,
410     "Bufs redirtied as inode bitmap not written");
411 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, direct_blk_ptrs, CTLFLAG_RW, &stat_direct_blk_ptrs, 0,
412     "Bufs redirtied as direct ptrs not written");
413 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, dir_entry, CTLFLAG_RW, &stat_dir_entry, 0,
414     "Bufs redirtied as dir entry cannot write");
415 #endif /* DEBUG */
416
417 /*
418  * Add an item to the end of the work queue.
419  * This routine requires that the lock be held.
420  * This is the only routine that adds items to the list.
421  * The following routine is the only one that removes items
422  * and does so in order from first to last.
423  */
424 static void
425 add_to_worklist(struct worklist *wk)
426 {
427         static struct worklist *worklist_tail;
428
429         if (wk->wk_state & ONWORKLIST) {
430                 panic("add_to_worklist: already on list");
431         }
432         wk->wk_state |= ONWORKLIST;
433         if (LIST_FIRST(&softdep_workitem_pending) == NULL)
434                 LIST_INSERT_HEAD(&softdep_workitem_pending, wk, wk_list);
435         else
436                 LIST_INSERT_AFTER(worklist_tail, wk, wk_list);
437         worklist_tail = wk;
438         num_on_worklist += 1;
439 }
440
441 /*
442  * Process that runs once per second to handle items in the background queue.
443  *
444  * Note that we ensure that everything is done in the order in which they
445  * appear in the queue. The code below depends on this property to ensure
446  * that blocks of a file are freed before the inode itself is freed. This
447  * ordering ensures that no new <vfsid, inum, lbn> triples will be generated
448  * until all the old ones have been purged from the dependency lists.
449  *
450  * bioops callback - hold io_token
451  */
452 static int 
453 softdep_process_worklist(struct mount *matchmnt)
454 {
455         thread_t td = curthread;
456         int matchcnt, loopcount;
457         long starttime;
458
459         ACQUIRE_LOCK(&lk);
460
461         /*
462          * Record the process identifier of our caller so that we can give
463          * this process preferential treatment in request_cleanup below.
464          */
465         filesys_syncer = td;
466         matchcnt = 0;
467
468         /*
469          * There is no danger of having multiple processes run this
470          * code, but we have to single-thread it when softdep_flushfiles()
471          * is in operation to get an accurate count of the number of items
472          * related to its mount point that are in the list.
473          */
474         if (matchmnt == NULL) {
475                 if (softdep_worklist_busy < 0) {
476                         matchcnt = -1;
477                         goto done;
478                 }
479                 softdep_worklist_busy += 1;
480         }
481
482         /*
483          * If requested, try removing inode or removal dependencies.
484          */
485         if (req_clear_inodedeps) {
486                 clear_inodedeps(td);
487                 req_clear_inodedeps -= 1;
488                 wakeup_one(&proc_waiting);
489         }
490         if (req_clear_remove) {
491                 clear_remove(td);
492                 req_clear_remove -= 1;
493                 wakeup_one(&proc_waiting);
494         }
495         loopcount = 1;
496         starttime = time_second;
497         while (num_on_worklist > 0) {
498                 matchcnt += process_worklist_item(matchmnt, 0);
499
500                 /*
501                  * If a umount operation wants to run the worklist
502                  * accurately, abort.
503                  */
504                 if (softdep_worklist_req && matchmnt == NULL) {
505                         matchcnt = -1;
506                         break;
507                 }
508
509                 /*
510                  * If requested, try removing inode or removal dependencies.
511                  */
512                 if (req_clear_inodedeps) {
513                         clear_inodedeps(td);
514                         req_clear_inodedeps -= 1;
515                         wakeup_one(&proc_waiting);
516                 }
517                 if (req_clear_remove) {
518                         clear_remove(td);
519                         req_clear_remove -= 1;
520                         wakeup_one(&proc_waiting);
521                 }
522                 /*
523                  * We do not generally want to stop for buffer space, but if
524                  * we are really being a buffer hog, we will stop and wait.
525                  */
526                 if (loopcount++ % 128 == 0) {
527                         FREE_LOCK(&lk);
528                         bwillinode(1);
529                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
530                 }
531
532                 /*
533                  * Never allow processing to run for more than one
534                  * second. Otherwise the other syncer tasks may get
535                  * excessively backlogged.
536                  */
537                 if (starttime != time_second && matchmnt == NULL) {
538                         matchcnt = -1;
539                         break;
540                 }
541         }
542         if (matchmnt == NULL) {
543                 --softdep_worklist_busy;
544                 if (softdep_worklist_req && softdep_worklist_busy == 0)
545                         wakeup(&softdep_worklist_req);
546         }
547 done:
548         FREE_LOCK(&lk);
549         return (matchcnt);
550 }
551
552 /*
553  * Process one item on the worklist.
554  */
555 static int
556 process_worklist_item(struct mount *matchmnt, int flags)
557 {
558         struct worklist *wk;
559         struct dirrem *dirrem;
560         struct fs *matchfs;
561         struct vnode *vp;
562         int matchcnt = 0;
563
564         matchfs = NULL;
565         if (matchmnt != NULL)
566                 matchfs = VFSTOUFS(matchmnt)->um_fs;
567
568         /*
569          * Normally we just process each item on the worklist in order.
570          * However, if we are in a situation where we cannot lock any
571          * inodes, we have to skip over any dirrem requests whose
572          * vnodes are resident and locked.
573          */
574         LIST_FOREACH(wk, &softdep_workitem_pending, wk_list) {
575                 if ((flags & LK_NOWAIT) == 0 || wk->wk_type != D_DIRREM)
576                         break;
577                 dirrem = WK_DIRREM(wk);
578                 vp = ufs_ihashlookup(VFSTOUFS(dirrem->dm_mnt)->um_dev,
579                     dirrem->dm_oldinum);
580                 if (vp == NULL || !vn_islocked(vp))
581                         break;
582         }
583         if (wk == NULL) {
584                 return (0);
585         }
586         WORKLIST_REMOVE(wk);
587         num_on_worklist -= 1;
588         FREE_LOCK(&lk);
589         switch (wk->wk_type) {
590         case D_DIRREM:
591                 /* removal of a directory entry */
592                 if (WK_DIRREM(wk)->dm_mnt == matchmnt)
593                         matchcnt += 1;
594                 handle_workitem_remove(WK_DIRREM(wk));
595                 break;
596
597         case D_FREEBLKS:
598                 /* releasing blocks and/or fragments from a file */
599                 if (WK_FREEBLKS(wk)->fb_fs == matchfs)
600                         matchcnt += 1;
601                 handle_workitem_freeblocks(WK_FREEBLKS(wk));
602                 break;
603
604         case D_FREEFRAG:
605                 /* releasing a fragment when replaced as a file grows */
606                 if (WK_FREEFRAG(wk)->ff_fs == matchfs)
607                         matchcnt += 1;
608                 handle_workitem_freefrag(WK_FREEFRAG(wk));
609                 break;
610
611         case D_FREEFILE:
612                 /* releasing an inode when its link count drops to 0 */
613                 if (WK_FREEFILE(wk)->fx_fs == matchfs)
614                         matchcnt += 1;
615                 handle_workitem_freefile(WK_FREEFILE(wk));
616                 break;
617
618         default:
619                 panic("%s_process_worklist: Unknown type %s",
620                     "softdep", TYPENAME(wk->wk_type));
621                 /* NOTREACHED */
622         }
623         ACQUIRE_LOCK(&lk);
624         return (matchcnt);
625 }
626
627 /*
628  * Move dependencies from one buffer to another.
629  *
630  * bioops callback - hold io_token
631  */
632 static void
633 softdep_move_dependencies(struct buf *oldbp, struct buf *newbp)
634 {
635         struct worklist *wk, *wktail;
636
637         if (LIST_FIRST(&newbp->b_dep) != NULL)
638                 panic("softdep_move_dependencies: need merge code");
639         wktail = NULL;
640         ACQUIRE_LOCK(&lk);
641         while ((wk = LIST_FIRST(&oldbp->b_dep)) != NULL) {
642                 LIST_REMOVE(wk, wk_list);
643                 if (wktail == NULL)
644                         LIST_INSERT_HEAD(&newbp->b_dep, wk, wk_list);
645                 else
646                         LIST_INSERT_AFTER(wktail, wk, wk_list);
647                 wktail = wk;
648                 newbp->b_ops = &softdep_bioops;
649         }
650         FREE_LOCK(&lk);
651 }
652
653 /*
654  * Purge the work list of all items associated with a particular mount point.
655  */
656 int
657 softdep_flushfiles(struct mount *oldmnt, int flags)
658 {
659         struct vnode *devvp;
660         int error, loopcnt;
661
662         /*
663          * Await our turn to clear out the queue, then serialize access.
664          */
665         ACQUIRE_LOCK(&lk);
666         while (softdep_worklist_busy != 0) {
667                 softdep_worklist_req += 1;
668                 lksleep(&softdep_worklist_req, &lk, 0, "softflush", 0);
669                 softdep_worklist_req -= 1;
670         }
671         softdep_worklist_busy = -1;
672         FREE_LOCK(&lk);
673
674         if ((error = ffs_flushfiles(oldmnt, flags)) != 0) {
675                 softdep_worklist_busy = 0;
676                 if (softdep_worklist_req)
677                         wakeup(&softdep_worklist_req);
678                 return (error);
679         }
680         /*
681          * Alternately flush the block device associated with the mount
682          * point and process any dependencies that the flushing
683          * creates. In theory, this loop can happen at most twice,
684          * but we give it a few extra just to be sure.
685          */
686         devvp = VFSTOUFS(oldmnt)->um_devvp;
687         for (loopcnt = 10; loopcnt > 0; ) {
688                 if (softdep_process_worklist(oldmnt) == 0) {
689                         loopcnt--;
690                         /*
691                          * Do another flush in case any vnodes were brought in
692                          * as part of the cleanup operations.
693                          */
694                         if ((error = ffs_flushfiles(oldmnt, flags)) != 0)
695                                 break;
696                         /*
697                          * If we still found nothing to do, we are really done.
698                          */
699                         if (softdep_process_worklist(oldmnt) == 0)
700                                 break;
701                 }
702                 vn_lock(devvp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
703                 error = VOP_FSYNC(devvp, MNT_WAIT, 0);
704                 vn_unlock(devvp);
705                 if (error)
706                         break;
707         }
708         ACQUIRE_LOCK(&lk);
709         softdep_worklist_busy = 0;
710         if (softdep_worklist_req) 
711                 wakeup(&softdep_worklist_req);
712         FREE_LOCK(&lk);
713
714         /*
715          * If we are unmounting then it is an error to fail. If we
716          * are simply trying to downgrade to read-only, then filesystem
717          * activity can keep us busy forever, so we just fail with EBUSY.
718          */
719         if (loopcnt == 0) {
720                 if (oldmnt->mnt_kern_flag & MNTK_UNMOUNT)
721                         panic("softdep_flushfiles: looping");
722                 error = EBUSY;
723         }
724         return (error);
725 }
726
727 /*
728  * Structure hashing.
729  * 
730  * There are three types of structures that can be looked up:
731  *      1) pagedep structures identified by mount point, inode number,
732  *         and logical block.
733  *      2) inodedep structures identified by mount point and inode number.
734  *      3) newblk structures identified by mount point and
735  *         physical block number.
736  *
737  * The "pagedep" and "inodedep" dependency structures are hashed
738  * separately from the file blocks and inodes to which they correspond.
739  * This separation helps when the in-memory copy of an inode or
740  * file block must be replaced. It also obviates the need to access
741  * an inode or file page when simply updating (or de-allocating)
742  * dependency structures. Lookup of newblk structures is needed to
743  * find newly allocated blocks when trying to associate them with
744  * their allocdirect or allocindir structure.
745  *
746  * The lookup routines optionally create and hash a new instance when
747  * an existing entry is not found.
748  */
749 #define DEPALLOC        0x0001  /* allocate structure if lookup fails */
750 #define NODELAY         0x0002  /* cannot do background work */
751
752 /*
753  * Structures and routines associated with pagedep caching.
754  */
755 LIST_HEAD(pagedep_hashhead, pagedep) *pagedep_hashtbl;
756 u_long  pagedep_hash;           /* size of hash table - 1 */
757 #define PAGEDEP_HASH(mp, inum, lbn) \
758         (&pagedep_hashtbl[((((register_t)(mp)) >> 13) + (inum) + (lbn)) & \
759             pagedep_hash])
760 static struct sema pagedep_in_progress;
761
762 /*
763  * Helper routine for pagedep_lookup()
764  */
765 static __inline
766 struct pagedep *
767 pagedep_find(struct pagedep_hashhead *pagedephd, ino_t ino, ufs_lbn_t lbn,
768              struct mount *mp)
769 {
770         struct pagedep *pagedep;
771
772         LIST_FOREACH(pagedep, pagedephd, pd_hash) {
773                 if (ino == pagedep->pd_ino &&
774                     lbn == pagedep->pd_lbn &&
775                     mp == pagedep->pd_mnt) {
776                         return (pagedep);
777                 }
778         }
779         return(NULL);
780 }
781
782 /*
783  * Look up a pagedep. Return 1 if found, 0 if not found.
784  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
785  * Found or allocated entry is returned in pagedeppp.
786  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
787  */
788 static int
789 pagedep_lookup(struct inode *ip, ufs_lbn_t lbn, int flags,
790                struct pagedep **pagedeppp)
791 {
792         struct pagedep *pagedep;
793         struct pagedep_hashhead *pagedephd;
794         struct mount *mp;
795         int i;
796
797         KKASSERT(lock_held(&lk) > 0);
798         
799         mp = ITOV(ip)->v_mount;
800         pagedephd = PAGEDEP_HASH(mp, ip->i_number, lbn);
801 top:
802         *pagedeppp = pagedep_find(pagedephd, ip->i_number, lbn, mp);
803         if (*pagedeppp)
804                 return(1);
805         if ((flags & DEPALLOC) == 0)
806                 return (0);
807         if (sema_get(&pagedep_in_progress, &lk) == 0) 
808                 goto top;
809
810         FREE_LOCK(&lk);
811         pagedep = kmalloc(sizeof(struct pagedep), M_PAGEDEP,
812                           M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
813         ACQUIRE_LOCK(&lk);
814         if (pagedep_find(pagedephd, ip->i_number, lbn, mp)) {
815                 kprintf("pagedep_lookup: blocking race avoided\n");
816                 sema_release(&pagedep_in_progress);
817                 kfree(pagedep, M_PAGEDEP);
818                 goto top;
819         }
820
821         pagedep->pd_list.wk_type = D_PAGEDEP;
822         pagedep->pd_mnt = mp;
823         pagedep->pd_ino = ip->i_number;
824         pagedep->pd_lbn = lbn;
825         LIST_INIT(&pagedep->pd_dirremhd);
826         LIST_INIT(&pagedep->pd_pendinghd);
827         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
828                 LIST_INIT(&pagedep->pd_diraddhd[i]);
829         LIST_INSERT_HEAD(pagedephd, pagedep, pd_hash);
830         sema_release(&pagedep_in_progress);
831         *pagedeppp = pagedep;
832         return (0);
833 }
834
835 /*
836  * Structures and routines associated with inodedep caching.
837  */
838 LIST_HEAD(inodedep_hashhead, inodedep) *inodedep_hashtbl;
839 static u_long   inodedep_hash;  /* size of hash table - 1 */
840 static long     num_inodedep;   /* number of inodedep allocated */
841 #define INODEDEP_HASH(fs, inum) \
842       (&inodedep_hashtbl[((((register_t)(fs)) >> 13) + (inum)) & inodedep_hash])
843 static struct sema inodedep_in_progress;
844
845 /*
846  * Helper routine for inodedep_lookup()
847  */
848 static __inline
849 struct inodedep *
850 inodedep_find(struct inodedep_hashhead *inodedephd, struct fs *fs, ino_t inum)
851 {
852         struct inodedep *inodedep;
853
854         LIST_FOREACH(inodedep, inodedephd, id_hash) {
855                 if (inum == inodedep->id_ino && fs == inodedep->id_fs)
856                         return(inodedep);
857         }
858         return (NULL);
859 }
860
861 /*
862  * Look up a inodedep. Return 1 if found, 0 if not found.
863  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
864  * Found or allocated entry is returned in inodedeppp.
865  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
866  */
867 static int
868 inodedep_lookup(struct fs *fs, ino_t inum, int flags,
869                 struct inodedep **inodedeppp)
870 {
871         struct inodedep *inodedep;
872         struct inodedep_hashhead *inodedephd;
873         int firsttry;
874
875         KKASSERT(lock_held(&lk) > 0);
876
877         firsttry = 1;
878         inodedephd = INODEDEP_HASH(fs, inum);
879 top:
880         *inodedeppp = inodedep_find(inodedephd, fs, inum);
881         if (*inodedeppp)
882                 return (1);
883         if ((flags & DEPALLOC) == 0)
884                 return (0);
885         /*
886          * If we are over our limit, try to improve the situation.
887          */
888         if (num_inodedep > max_softdeps && firsttry && 
889             speedup_syncer() == 0 && (flags & NODELAY) == 0 &&
890             request_cleanup(FLUSH_INODES, 1)) {
891                 firsttry = 0;
892                 goto top;
893         }
894         if (sema_get(&inodedep_in_progress, &lk) == 0) 
895                 goto top;
896         
897         FREE_LOCK(&lk);
898         inodedep = kmalloc(sizeof(struct inodedep), M_INODEDEP,
899                            M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
900         ACQUIRE_LOCK(&lk);
901         if (inodedep_find(inodedephd, fs, inum)) {
902                 kprintf("inodedep_lookup: blocking race avoided\n");
903                 sema_release(&inodedep_in_progress);
904                 kfree(inodedep, M_INODEDEP);
905                 goto top;
906         }
907         inodedep->id_list.wk_type = D_INODEDEP;
908         inodedep->id_fs = fs;
909         inodedep->id_ino = inum;
910         inodedep->id_state = ALLCOMPLETE;
911         inodedep->id_nlinkdelta = 0;
912         inodedep->id_savedino = NULL;
913         inodedep->id_savedsize = -1;
914         inodedep->id_buf = NULL;
915         LIST_INIT(&inodedep->id_pendinghd);
916         LIST_INIT(&inodedep->id_inowait);
917         LIST_INIT(&inodedep->id_bufwait);
918         TAILQ_INIT(&inodedep->id_inoupdt);
919         TAILQ_INIT(&inodedep->id_newinoupdt);
920         num_inodedep += 1;
921         LIST_INSERT_HEAD(inodedephd, inodedep, id_hash);
922         sema_release(&inodedep_in_progress);
923         *inodedeppp = inodedep;
924         return (0);
925 }
926
927 /*
928  * Structures and routines associated with newblk caching.
929  */
930 LIST_HEAD(newblk_hashhead, newblk) *newblk_hashtbl;
931 u_long  newblk_hash;            /* size of hash table - 1 */
932 #define NEWBLK_HASH(fs, inum) \
933         (&newblk_hashtbl[((((register_t)(fs)) >> 13) + (inum)) & newblk_hash])
934 static struct sema newblk_in_progress;
935
936 /*
937  * Helper routine for newblk_lookup()
938  */
939 static __inline
940 struct newblk *
941 newblk_find(struct newblk_hashhead *newblkhd, struct fs *fs, 
942             ufs_daddr_t newblkno)
943 {
944         struct newblk *newblk;
945
946         LIST_FOREACH(newblk, newblkhd, nb_hash) {
947                 if (newblkno == newblk->nb_newblkno && fs == newblk->nb_fs)
948                         return (newblk);
949         }
950         return(NULL);
951 }
952
953 /*
954  * Look up a newblk. Return 1 if found, 0 if not found.
955  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
956  * Found or allocated entry is returned in newblkpp.
957  */
958 static int
959 newblk_lookup(struct fs *fs, ufs_daddr_t newblkno, int flags,
960               struct newblk **newblkpp)
961 {
962         struct newblk *newblk;
963         struct newblk_hashhead *newblkhd;
964
965         newblkhd = NEWBLK_HASH(fs, newblkno);
966 top:
967         *newblkpp = newblk_find(newblkhd, fs, newblkno);
968         if (*newblkpp)
969                 return(1);
970         if ((flags & DEPALLOC) == 0)
971                 return (0);
972         if (sema_get(&newblk_in_progress, NULL) == 0)
973                 goto top;
974
975         newblk = kmalloc(sizeof(struct newblk), M_NEWBLK,
976                          M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
977
978         if (newblk_find(newblkhd, fs, newblkno)) {
979                 kprintf("newblk_lookup: blocking race avoided\n");
980                 sema_release(&pagedep_in_progress);
981                 kfree(newblk, M_NEWBLK);
982                 goto top;
983         }
984         newblk->nb_state = 0;
985         newblk->nb_fs = fs;
986         newblk->nb_newblkno = newblkno;
987         LIST_INSERT_HEAD(newblkhd, newblk, nb_hash);
988         sema_release(&newblk_in_progress);
989         *newblkpp = newblk;
990         return (0);
991 }
992
993 /*
994  * Executed during filesystem system initialization before
995  * mounting any filesystems.
996  */
997 void 
998 softdep_initialize(void)
999 {
1000         LIST_INIT(&mkdirlisthd);
1001         LIST_INIT(&softdep_workitem_pending);
1002         max_softdeps = min(desiredvnodes * 8,
1003                 M_INODEDEP->ks_limit / (2 * sizeof(struct inodedep)));
1004         pagedep_hashtbl = hashinit(desiredvnodes / 5, M_PAGEDEP,
1005             &pagedep_hash);
1006         lockinit(&lk, "ffs_softdep", 0, LK_CANRECURSE);
1007         sema_init(&pagedep_in_progress, "pagedep", 0);
1008         inodedep_hashtbl = hashinit(desiredvnodes, M_INODEDEP, &inodedep_hash);
1009         sema_init(&inodedep_in_progress, "inodedep", 0);
1010         newblk_hashtbl = hashinit(64, M_NEWBLK, &newblk_hash);
1011         sema_init(&newblk_in_progress, "newblk", 0);
1012         add_bio_ops(&softdep_bioops);
1013 }
1014
1015 /*
1016  * Called at mount time to notify the dependency code that a
1017  * filesystem wishes to use it.
1018  */
1019 int
1020 softdep_mount(struct vnode *devvp, struct mount *mp, struct fs *fs)
1021 {
1022         struct csum cstotal;
1023         struct cg *cgp;
1024         struct buf *bp;
1025         int error, cyl;
1026
1027         mp->mnt_flag &= ~MNT_ASYNC;
1028         mp->mnt_flag |= MNT_SOFTDEP;
1029         mp->mnt_bioops = &softdep_bioops;
1030         /*
1031          * When doing soft updates, the counters in the
1032          * superblock may have gotten out of sync, so we have
1033          * to scan the cylinder groups and recalculate them.
1034          */
1035         if (fs->fs_clean != 0)
1036                 return (0);
1037         bzero(&cstotal, sizeof cstotal);
1038         for (cyl = 0; cyl < fs->fs_ncg; cyl++) {
1039                 if ((error = bread(devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, cyl)),
1040                                    fs->fs_cgsize, &bp)) != 0) {
1041                         brelse(bp);
1042                         return (error);
1043                 }
1044                 cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1045                 cstotal.cs_nffree += cgp->cg_cs.cs_nffree;
1046                 cstotal.cs_nbfree += cgp->cg_cs.cs_nbfree;
1047                 cstotal.cs_nifree += cgp->cg_cs.cs_nifree;
1048                 cstotal.cs_ndir += cgp->cg_cs.cs_ndir;
1049                 fs->fs_cs(fs, cyl) = cgp->cg_cs;
1050                 brelse(bp);
1051         }
1052 #ifdef DEBUG
1053         if (bcmp(&cstotal, &fs->fs_cstotal, sizeof cstotal))
1054                 kprintf("ffs_mountfs: superblock updated for soft updates\n");
1055 #endif
1056         bcopy(&cstotal, &fs->fs_cstotal, sizeof cstotal);
1057         return (0);
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Protecting the freemaps (or bitmaps).
1062  * 
1063  * To eliminate the need to execute fsck before mounting a filesystem
1064  * after a power failure, one must (conservatively) guarantee that the
1065  * on-disk copy of the bitmaps never indicate that a live inode or block is
1066  * free.  So, when a block or inode is allocated, the bitmap should be
1067  * updated (on disk) before any new pointers.  When a block or inode is
1068  * freed, the bitmap should not be updated until all pointers have been
1069  * reset.  The latter dependency is handled by the delayed de-allocation
1070  * approach described below for block and inode de-allocation.  The former
1071  * dependency is handled by calling the following procedure when a block or
1072  * inode is allocated. When an inode is allocated an "inodedep" is created
1073  * with its DEPCOMPLETE flag cleared until its bitmap is written to disk.
1074  * Each "inodedep" is also inserted into the hash indexing structure so
1075  * that any additional link additions can be made dependent on the inode
1076  * allocation.
1077  * 
1078  * The ufs filesystem maintains a number of free block counts (e.g., per
1079  * cylinder group, per cylinder and per <cylinder, rotational position> pair)
1080  * in addition to the bitmaps.  These counts are used to improve efficiency
1081  * during allocation and therefore must be consistent with the bitmaps.
1082  * There is no convenient way to guarantee post-crash consistency of these
1083  * counts with simple update ordering, for two main reasons: (1) The counts
1084  * and bitmaps for a single cylinder group block are not in the same disk
1085  * sector.  If a disk write is interrupted (e.g., by power failure), one may
1086  * be written and the other not.  (2) Some of the counts are located in the
1087  * superblock rather than the cylinder group block. So, we focus our soft
1088  * updates implementation on protecting the bitmaps. When mounting a
1089  * filesystem, we recompute the auxiliary counts from the bitmaps.
1090  */
1091
1092 /*
1093  * Called just after updating the cylinder group block to allocate an inode.
1094  *
1095  * Parameters:
1096  *      bp:             buffer for cylgroup block with inode map
1097  *      ip:             inode related to allocation
1098  *      newinum:        new inode number being allocated
1099  */
1100 void
1101 softdep_setup_inomapdep(struct buf *bp, struct inode *ip, ino_t newinum)
1102 {
1103         struct inodedep *inodedep;
1104         struct bmsafemap *bmsafemap;
1105
1106         /*
1107          * Create a dependency for the newly allocated inode.
1108          * Panic if it already exists as something is seriously wrong.
1109          * Otherwise add it to the dependency list for the buffer holding
1110          * the cylinder group map from which it was allocated.
1111          */
1112         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1113         if ((inodedep_lookup(ip->i_fs, newinum, DEPALLOC|NODELAY, &inodedep))) {
1114                 panic("softdep_setup_inomapdep: found inode");
1115         }
1116         inodedep->id_buf = bp;
1117         inodedep->id_state &= ~DEPCOMPLETE;
1118         bmsafemap = bmsafemap_lookup(bp);
1119         LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_inodedephd, inodedep, id_deps);
1120         FREE_LOCK(&lk);
1121 }
1122
1123 /*
1124  * Called just after updating the cylinder group block to
1125  * allocate block or fragment.
1126  *
1127  * Parameters:
1128  *      bp:             buffer for cylgroup block with block map
1129  *      fs:             filesystem doing allocation
1130  *      newblkno:       number of newly allocated block
1131  */
1132 void
1133 softdep_setup_blkmapdep(struct buf *bp, struct fs *fs,
1134                         ufs_daddr_t newblkno)
1135 {
1136         struct newblk *newblk;
1137         struct bmsafemap *bmsafemap;
1138
1139         /*
1140          * Create a dependency for the newly allocated block.
1141          * Add it to the dependency list for the buffer holding
1142          * the cylinder group map from which it was allocated.
1143          */
1144         if (newblk_lookup(fs, newblkno, DEPALLOC, &newblk) != 0)
1145                 panic("softdep_setup_blkmapdep: found block");
1146         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1147         newblk->nb_bmsafemap = bmsafemap = bmsafemap_lookup(bp);
1148         LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_newblkhd, newblk, nb_deps);
1149         FREE_LOCK(&lk);
1150 }
1151
1152 /*
1153  * Find the bmsafemap associated with a cylinder group buffer.
1154  * If none exists, create one. The buffer must be locked when
1155  * this routine is called and this routine must be called with
1156  * splbio interrupts blocked.
1157  */
1158 static struct bmsafemap *
1159 bmsafemap_lookup(struct buf *bp)
1160 {
1161         struct bmsafemap *bmsafemap;
1162         struct worklist *wk;
1163
1164         KKASSERT(lock_held(&lk) > 0);
1165
1166         LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
1167                 if (wk->wk_type == D_BMSAFEMAP)
1168                         return (WK_BMSAFEMAP(wk));
1169         }
1170         FREE_LOCK(&lk);
1171         bmsafemap = kmalloc(sizeof(struct bmsafemap), M_BMSAFEMAP,
1172                             M_SOFTDEP_FLAGS);
1173         bmsafemap->sm_list.wk_type = D_BMSAFEMAP;
1174         bmsafemap->sm_list.wk_state = 0;
1175         bmsafemap->sm_buf = bp;
1176         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_allocdirecthd);
1177         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_allocindirhd);
1178         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_inodedephd);
1179         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_newblkhd);
1180         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1181         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &bmsafemap->sm_list);
1182         return (bmsafemap);
1183 }
1184
1185 /*
1186  * Direct block allocation dependencies.
1187  * 
1188  * When a new block is allocated, the corresponding disk locations must be
1189  * initialized (with zeros or new data) before the on-disk inode points to
1190  * them.  Also, the freemap from which the block was allocated must be
1191  * updated (on disk) before the inode's pointer. These two dependencies are
1192  * independent of each other and are needed for all file blocks and indirect
1193  * blocks that are pointed to directly by the inode.  Just before the
1194  * "in-core" version of the inode is updated with a newly allocated block
1195  * number, a procedure (below) is called to setup allocation dependency
1196  * structures.  These structures are removed when the corresponding
1197  * dependencies are satisfied or when the block allocation becomes obsolete
1198  * (i.e., the file is deleted, the block is de-allocated, or the block is a
1199  * fragment that gets upgraded).  All of these cases are handled in
1200  * procedures described later.
1201  * 
1202  * When a file extension causes a fragment to be upgraded, either to a larger
1203  * fragment or to a full block, the on-disk location may change (if the
1204  * previous fragment could not simply be extended). In this case, the old
1205  * fragment must be de-allocated, but not until after the inode's pointer has
1206  * been updated. In most cases, this is handled by later procedures, which
1207  * will construct a "freefrag" structure to be added to the workitem queue
1208  * when the inode update is complete (or obsolete).  The main exception to
1209  * this is when an allocation occurs while a pending allocation dependency
1210  * (for the same block pointer) remains.  This case is handled in the main
1211  * allocation dependency setup procedure by immediately freeing the
1212  * unreferenced fragments.
1213  *
1214  * Parameters:
1215  *      ip:             inode to which block is being added
1216  *      lbn:            block pointer within inode
1217  *      newblkno:       disk block number being added
1218  *      oldblkno:       previous block number, 0 unless frag
1219  *      newsize:        size of new block
1220  *      oldsize:        size of new block
1221  *      bp:             bp for allocated block
1222  */ 
1223 void 
1224 softdep_setup_allocdirect(struct inode *ip, ufs_lbn_t lbn, ufs_daddr_t newblkno,
1225                           ufs_daddr_t oldblkno, long newsize, long oldsize,
1226                           struct buf *bp)
1227 {
1228         struct allocdirect *adp, *oldadp;
1229         struct allocdirectlst *adphead;
1230         struct bmsafemap *bmsafemap;
1231         struct inodedep *inodedep;
1232         struct pagedep *pagedep;
1233         struct newblk *newblk;
1234
1235         adp = kmalloc(sizeof(struct allocdirect), M_ALLOCDIRECT,
1236                       M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1237         adp->ad_list.wk_type = D_ALLOCDIRECT;
1238         adp->ad_lbn = lbn;
1239         adp->ad_newblkno = newblkno;
1240         adp->ad_oldblkno = oldblkno;
1241         adp->ad_newsize = newsize;
1242         adp->ad_oldsize = oldsize;
1243         adp->ad_state = ATTACHED;
1244         if (newblkno == oldblkno)
1245                 adp->ad_freefrag = NULL;
1246         else
1247                 adp->ad_freefrag = newfreefrag(ip, oldblkno, oldsize);
1248
1249         if (newblk_lookup(ip->i_fs, newblkno, 0, &newblk) == 0)
1250                 panic("softdep_setup_allocdirect: lost block");
1251
1252         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1253         inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, DEPALLOC | NODELAY, &inodedep);
1254         adp->ad_inodedep = inodedep;
1255
1256         if (newblk->nb_state == DEPCOMPLETE) {
1257                 adp->ad_state |= DEPCOMPLETE;
1258                 adp->ad_buf = NULL;
1259         } else {
1260                 bmsafemap = newblk->nb_bmsafemap;
1261                 adp->ad_buf = bmsafemap->sm_buf;
1262                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
1263                 LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_allocdirecthd, adp, ad_deps);
1264         }
1265         LIST_REMOVE(newblk, nb_hash);
1266         kfree(newblk, M_NEWBLK);
1267
1268         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &adp->ad_list);
1269         if (lbn >= NDADDR) {
1270                 /* allocating an indirect block */
1271                 if (oldblkno != 0) {
1272                         panic("softdep_setup_allocdirect: non-zero indir");
1273                 }
1274         } else {
1275                 /*
1276                  * Allocating a direct block.
1277                  *
1278                  * If we are allocating a directory block, then we must
1279                  * allocate an associated pagedep to track additions and
1280                  * deletions.
1281                  */
1282                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR &&
1283                     pagedep_lookup(ip, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0) {
1284                         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &pagedep->pd_list);
1285                 }
1286         }
1287         /*
1288          * The list of allocdirects must be kept in sorted and ascending
1289          * order so that the rollback routines can quickly determine the
1290          * first uncommitted block (the size of the file stored on disk
1291          * ends at the end of the lowest committed fragment, or if there
1292          * are no fragments, at the end of the highest committed block).
1293          * Since files generally grow, the typical case is that the new
1294          * block is to be added at the end of the list. We speed this
1295          * special case by checking against the last allocdirect in the
1296          * list before laboriously traversing the list looking for the
1297          * insertion point.
1298          */
1299         adphead = &inodedep->id_newinoupdt;
1300         oldadp = TAILQ_LAST(adphead, allocdirectlst);
1301         if (oldadp == NULL || oldadp->ad_lbn <= lbn) {
1302                 /* insert at end of list */
1303                 TAILQ_INSERT_TAIL(adphead, adp, ad_next);
1304                 if (oldadp != NULL && oldadp->ad_lbn == lbn)
1305                         allocdirect_merge(adphead, adp, oldadp);
1306                 FREE_LOCK(&lk);
1307                 return;
1308         }
1309         TAILQ_FOREACH(oldadp, adphead, ad_next) {
1310                 if (oldadp->ad_lbn >= lbn)
1311                         break;
1312         }
1313         if (oldadp == NULL) {
1314                 panic("softdep_setup_allocdirect: lost entry");
1315         }
1316         /* insert in middle of list */
1317         TAILQ_INSERT_BEFORE(oldadp, adp, ad_next);
1318         if (oldadp->ad_lbn == lbn)
1319                 allocdirect_merge(adphead, adp, oldadp);
1320         FREE_LOCK(&lk);
1321 }
1322
1323 /*
1324  * Replace an old allocdirect dependency with a newer one.
1325  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
1326  *
1327  * Parameters:
1328  *      adphead:        head of list holding allocdirects
1329  *      newadp:         allocdirect being added
1330  *      oldadp:         existing allocdirect being checked
1331  */
1332 static void
1333 allocdirect_merge(struct allocdirectlst *adphead,
1334                   struct allocdirect *newadp,
1335                   struct allocdirect *oldadp)
1336 {
1337         struct freefrag *freefrag;
1338
1339         KKASSERT(lock_held(&lk) > 0);
1340
1341         if (newadp->ad_oldblkno != oldadp->ad_newblkno ||
1342             newadp->ad_oldsize != oldadp->ad_newsize ||
1343             newadp->ad_lbn >= NDADDR) {
1344                 panic("allocdirect_check: old %d != new %d || lbn %ld >= %d",
1345                     newadp->ad_oldblkno, oldadp->ad_newblkno, newadp->ad_lbn,
1346                     NDADDR);
1347         }
1348         newadp->ad_oldblkno = oldadp->ad_oldblkno;
1349         newadp->ad_oldsize = oldadp->ad_oldsize;
1350         /*
1351          * If the old dependency had a fragment to free or had never
1352          * previously had a block allocated, then the new dependency
1353          * can immediately post its freefrag and adopt the old freefrag.
1354          * This action is done by swapping the freefrag dependencies.
1355          * The new dependency gains the old one's freefrag, and the
1356          * old one gets the new one and then immediately puts it on
1357          * the worklist when it is freed by free_allocdirect. It is
1358          * not possible to do this swap when the old dependency had a
1359          * non-zero size but no previous fragment to free. This condition
1360          * arises when the new block is an extension of the old block.
1361          * Here, the first part of the fragment allocated to the new
1362          * dependency is part of the block currently claimed on disk by
1363          * the old dependency, so cannot legitimately be freed until the
1364          * conditions for the new dependency are fulfilled.
1365          */
1366         if (oldadp->ad_freefrag != NULL || oldadp->ad_oldblkno == 0) {
1367                 freefrag = newadp->ad_freefrag;
1368                 newadp->ad_freefrag = oldadp->ad_freefrag;
1369                 oldadp->ad_freefrag = freefrag;
1370         }
1371         free_allocdirect(adphead, oldadp, 0);
1372 }
1373                 
1374 /*
1375  * Allocate a new freefrag structure if needed.
1376  */
1377 static struct freefrag *
1378 newfreefrag(struct inode *ip, ufs_daddr_t blkno, long size)
1379 {
1380         struct freefrag *freefrag;
1381         struct fs *fs;
1382
1383         if (blkno == 0)
1384                 return (NULL);
1385         fs = ip->i_fs;
1386         if (fragnum(fs, blkno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag)
1387                 panic("newfreefrag: frag size");
1388         freefrag = kmalloc(sizeof(struct freefrag), M_FREEFRAG,
1389                            M_SOFTDEP_FLAGS);
1390         freefrag->ff_list.wk_type = D_FREEFRAG;
1391         freefrag->ff_state = ip->i_uid & ~ONWORKLIST;   /* XXX - used below */
1392         freefrag->ff_inum = ip->i_number;
1393         freefrag->ff_fs = fs;
1394         freefrag->ff_devvp = ip->i_devvp;
1395         freefrag->ff_blkno = blkno;
1396         freefrag->ff_fragsize = size;
1397         return (freefrag);
1398 }
1399
1400 /*
1401  * This workitem de-allocates fragments that were replaced during
1402  * file block allocation.
1403  */
1404 static void 
1405 handle_workitem_freefrag(struct freefrag *freefrag)
1406 {
1407         struct inode tip;
1408
1409         tip.i_fs = freefrag->ff_fs;
1410         tip.i_devvp = freefrag->ff_devvp;
1411         tip.i_dev = freefrag->ff_devvp->v_rdev;
1412         tip.i_number = freefrag->ff_inum;
1413         tip.i_uid = freefrag->ff_state & ~ONWORKLIST;   /* XXX - set above */
1414         ffs_blkfree(&tip, freefrag->ff_blkno, freefrag->ff_fragsize);
1415         kfree(freefrag, M_FREEFRAG);
1416 }
1417
1418 /*
1419  * Indirect block allocation dependencies.
1420  * 
1421  * The same dependencies that exist for a direct block also exist when
1422  * a new block is allocated and pointed to by an entry in a block of
1423  * indirect pointers. The undo/redo states described above are also
1424  * used here. Because an indirect block contains many pointers that
1425  * may have dependencies, a second copy of the entire in-memory indirect
1426  * block is kept. The buffer cache copy is always completely up-to-date.
1427  * The second copy, which is used only as a source for disk writes,
1428  * contains only the safe pointers (i.e., those that have no remaining
1429  * update dependencies). The second copy is freed when all pointers
1430  * are safe. The cache is not allowed to replace indirect blocks with
1431  * pending update dependencies. If a buffer containing an indirect
1432  * block with dependencies is written, these routines will mark it
1433  * dirty again. It can only be successfully written once all the
1434  * dependencies are removed. The ffs_fsync routine in conjunction with
1435  * softdep_sync_metadata work together to get all the dependencies
1436  * removed so that a file can be successfully written to disk. Three
1437  * procedures are used when setting up indirect block pointer
1438  * dependencies. The division is necessary because of the organization
1439  * of the "balloc" routine and because of the distinction between file
1440  * pages and file metadata blocks.
1441  */
1442
1443 /*
1444  * Allocate a new allocindir structure.
1445  *
1446  * Parameters:
1447  *      ip:             inode for file being extended
1448  *      ptrno:          offset of pointer in indirect block
1449  *      newblkno:       disk block number being added
1450  *      oldblkno:       previous block number, 0 if none
1451  */
1452 static struct allocindir *
1453 newallocindir(struct inode *ip, int ptrno, ufs_daddr_t newblkno,
1454               ufs_daddr_t oldblkno)
1455 {
1456         struct allocindir *aip;
1457
1458         aip = kmalloc(sizeof(struct allocindir), M_ALLOCINDIR,
1459                       M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1460         aip->ai_list.wk_type = D_ALLOCINDIR;
1461         aip->ai_state = ATTACHED;
1462         aip->ai_offset = ptrno;
1463         aip->ai_newblkno = newblkno;
1464         aip->ai_oldblkno = oldblkno;
1465         aip->ai_freefrag = newfreefrag(ip, oldblkno, ip->i_fs->fs_bsize);
1466         return (aip);
1467 }
1468
1469 /*
1470  * Called just before setting an indirect block pointer
1471  * to a newly allocated file page.
1472  *
1473  * Parameters:
1474  *      ip:             inode for file being extended
1475  *      lbn:            allocated block number within file
1476  *      bp:             buffer with indirect blk referencing page
1477  *      ptrno:          offset of pointer in indirect block
1478  *      newblkno:       disk block number being added
1479  *      oldblkno:       previous block number, 0 if none
1480  *      nbp:            buffer holding allocated page
1481  */
1482 void
1483 softdep_setup_allocindir_page(struct inode *ip, ufs_lbn_t lbn,
1484                               struct buf *bp, int ptrno,
1485                               ufs_daddr_t newblkno, ufs_daddr_t oldblkno,
1486                               struct buf *nbp)
1487 {
1488         struct allocindir *aip;
1489         struct pagedep *pagedep;
1490
1491         aip = newallocindir(ip, ptrno, newblkno, oldblkno);
1492         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1493         /*
1494          * If we are allocating a directory page, then we must
1495          * allocate an associated pagedep to track additions and
1496          * deletions.
1497          */
1498         if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR &&
1499             pagedep_lookup(ip, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
1500                 WORKLIST_INSERT_BP(nbp, &pagedep->pd_list);
1501         WORKLIST_INSERT_BP(nbp, &aip->ai_list);
1502         FREE_LOCK(&lk);
1503         setup_allocindir_phase2(bp, ip, aip);
1504 }
1505
1506 /*
1507  * Called just before setting an indirect block pointer to a
1508  * newly allocated indirect block.
1509  * Parameters:
1510  *      nbp:            newly allocated indirect block
1511  *      ip:             inode for file being extended
1512  *      bp:             indirect block referencing allocated block
1513  *      ptrno:          offset of pointer in indirect block
1514  *      newblkno:       disk block number being added
1515  */
1516 void
1517 softdep_setup_allocindir_meta(struct buf *nbp, struct inode *ip,
1518                               struct buf *bp, int ptrno,
1519                               ufs_daddr_t newblkno)
1520 {
1521         struct allocindir *aip;
1522
1523         aip = newallocindir(ip, ptrno, newblkno, 0);
1524         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1525         WORKLIST_INSERT_BP(nbp, &aip->ai_list);
1526         FREE_LOCK(&lk);
1527         setup_allocindir_phase2(bp, ip, aip);
1528 }
1529
1530 /*
1531  * Called to finish the allocation of the "aip" allocated
1532  * by one of the two routines above.
1533  *
1534  * Parameters:
1535  *      bp:     in-memory copy of the indirect block
1536  *      ip:     inode for file being extended
1537  *      aip:    allocindir allocated by the above routines
1538  */
1539 static void 
1540 setup_allocindir_phase2(struct buf *bp, struct inode *ip,
1541                         struct allocindir *aip)
1542 {
1543         struct worklist *wk;
1544         struct indirdep *indirdep, *newindirdep;
1545         struct bmsafemap *bmsafemap;
1546         struct allocindir *oldaip;
1547         struct freefrag *freefrag;
1548         struct newblk *newblk;
1549
1550         if (bp->b_loffset >= 0)
1551                 panic("setup_allocindir_phase2: not indir blk");
1552         for (indirdep = NULL, newindirdep = NULL; ; ) {
1553                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
1554                 LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
1555                         if (wk->wk_type != D_INDIRDEP)
1556                                 continue;
1557                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
1558                         break;
1559                 }
1560                 if (indirdep == NULL && newindirdep) {
1561                         indirdep = newindirdep;
1562                         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &indirdep->ir_list);
1563                         newindirdep = NULL;
1564                 }
1565                 FREE_LOCK(&lk);
1566                 if (indirdep) {
1567                         if (newblk_lookup(ip->i_fs, aip->ai_newblkno, 0,
1568                             &newblk) == 0)
1569                                 panic("setup_allocindir: lost block");
1570                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1571                         if (newblk->nb_state == DEPCOMPLETE) {
1572                                 aip->ai_state |= DEPCOMPLETE;
1573                                 aip->ai_buf = NULL;
1574                         } else {
1575                                 bmsafemap = newblk->nb_bmsafemap;
1576                                 aip->ai_buf = bmsafemap->sm_buf;
1577                                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
1578                                 LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_allocindirhd,
1579                                     aip, ai_deps);
1580                         }
1581                         LIST_REMOVE(newblk, nb_hash);
1582                         kfree(newblk, M_NEWBLK);
1583                         aip->ai_indirdep = indirdep;
1584                         /*
1585                          * Check to see if there is an existing dependency
1586                          * for this block. If there is, merge the old
1587                          * dependency into the new one.
1588                          */
1589                         if (aip->ai_oldblkno == 0)
1590                                 oldaip = NULL;
1591                         else
1592
1593                                 LIST_FOREACH(oldaip, &indirdep->ir_deplisthd, ai_next)
1594                                         if (oldaip->ai_offset == aip->ai_offset)
1595                                                 break;
1596                         if (oldaip != NULL) {
1597                                 if (oldaip->ai_newblkno != aip->ai_oldblkno) {
1598                                         panic("setup_allocindir_phase2: blkno");
1599                                 }
1600                                 aip->ai_oldblkno = oldaip->ai_oldblkno;
1601                                 freefrag = oldaip->ai_freefrag;
1602                                 oldaip->ai_freefrag = aip->ai_freefrag;
1603                                 aip->ai_freefrag = freefrag;
1604                                 free_allocindir(oldaip, NULL);
1605                         }
1606                         LIST_INSERT_HEAD(&indirdep->ir_deplisthd, aip, ai_next);
1607                         ((ufs_daddr_t *)indirdep->ir_savebp->b_data)
1608                             [aip->ai_offset] = aip->ai_oldblkno;
1609                         FREE_LOCK(&lk);
1610                 }
1611                 if (newindirdep) {
1612                         /*
1613                          * Avoid any possibility of data corruption by 
1614                          * ensuring that our old version is thrown away.
1615                          */
1616                         newindirdep->ir_savebp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
1617                         brelse(newindirdep->ir_savebp);
1618                         WORKITEM_FREE((caddr_t)newindirdep, D_INDIRDEP);
1619                 }
1620                 if (indirdep)
1621                         break;
1622                 newindirdep = kmalloc(sizeof(struct indirdep), M_INDIRDEP,
1623                                       M_SOFTDEP_FLAGS);
1624                 newindirdep->ir_list.wk_type = D_INDIRDEP;
1625                 newindirdep->ir_state = ATTACHED;
1626                 LIST_INIT(&newindirdep->ir_deplisthd);
1627                 LIST_INIT(&newindirdep->ir_donehd);
1628                 if (bp->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) {
1629                         VOP_BMAP(bp->b_vp, bp->b_bio1.bio_offset, 
1630                                  &bp->b_bio2.bio_offset, NULL, NULL,
1631                                  BUF_CMD_WRITE);
1632                 }
1633                 KKASSERT(bp->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET);
1634                 newindirdep->ir_savebp = getblk(ip->i_devvp,
1635                                                 bp->b_bio2.bio_offset,
1636                                                 bp->b_bcount, 0, 0);
1637                 BUF_KERNPROC(newindirdep->ir_savebp);
1638                 bcopy(bp->b_data, newindirdep->ir_savebp->b_data, bp->b_bcount);
1639         }
1640 }
1641
1642 /*
1643  * Block de-allocation dependencies.
1644  * 
1645  * When blocks are de-allocated, the on-disk pointers must be nullified before
1646  * the blocks are made available for use by other files.  (The true
1647  * requirement is that old pointers must be nullified before new on-disk
1648  * pointers are set.  We chose this slightly more stringent requirement to
1649  * reduce complexity.) Our implementation handles this dependency by updating
1650  * the inode (or indirect block) appropriately but delaying the actual block
1651  * de-allocation (i.e., freemap and free space count manipulation) until
1652  * after the updated versions reach stable storage.  After the disk is
1653  * updated, the blocks can be safely de-allocated whenever it is convenient.
1654  * This implementation handles only the common case of reducing a file's
1655  * length to zero. Other cases are handled by the conventional synchronous
1656  * write approach.
1657  *
1658  * The ffs implementation with which we worked double-checks
1659  * the state of the block pointers and file size as it reduces
1660  * a file's length.  Some of this code is replicated here in our
1661  * soft updates implementation.  The freeblks->fb_chkcnt field is
1662  * used to transfer a part of this information to the procedure
1663  * that eventually de-allocates the blocks.
1664  *
1665  * This routine should be called from the routine that shortens
1666  * a file's length, before the inode's size or block pointers
1667  * are modified. It will save the block pointer information for
1668  * later release and zero the inode so that the calling routine
1669  * can release it.
1670  */
1671 struct softdep_setup_freeblocks_info {
1672         struct fs *fs;
1673         struct inode *ip;
1674 };
1675
1676 static int softdep_setup_freeblocks_bp(struct buf *bp, void *data);
1677
1678 /*
1679  * Parameters:
1680  *      ip:     The inode whose length is to be reduced
1681  *      length: The new length for the file
1682  */
1683 void
1684 softdep_setup_freeblocks(struct inode *ip, off_t length)
1685 {
1686         struct softdep_setup_freeblocks_info info;
1687         struct freeblks *freeblks;
1688         struct inodedep *inodedep;
1689         struct allocdirect *adp;
1690         struct vnode *vp;
1691         struct buf *bp;
1692         struct fs *fs;
1693         int i, error, delay;
1694         int count;
1695
1696         fs = ip->i_fs;
1697         if (length != 0)
1698                 panic("softde_setup_freeblocks: non-zero length");
1699         freeblks = kmalloc(sizeof(struct freeblks), M_FREEBLKS,
1700                            M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1701         freeblks->fb_list.wk_type = D_FREEBLKS;
1702         freeblks->fb_state = ATTACHED;
1703         freeblks->fb_uid = ip->i_uid;
1704         freeblks->fb_previousinum = ip->i_number;
1705         freeblks->fb_devvp = ip->i_devvp;
1706         freeblks->fb_fs = fs;
1707         freeblks->fb_oldsize = ip->i_size;
1708         freeblks->fb_newsize = length;
1709         freeblks->fb_chkcnt = ip->i_blocks;
1710         for (i = 0; i < NDADDR; i++) {
1711                 freeblks->fb_dblks[i] = ip->i_db[i];
1712                 ip->i_db[i] = 0;
1713         }
1714         for (i = 0; i < NIADDR; i++) {
1715                 freeblks->fb_iblks[i] = ip->i_ib[i];
1716                 ip->i_ib[i] = 0;
1717         }
1718         ip->i_blocks = 0;
1719         ip->i_size = 0;
1720         /*
1721          * Push the zero'ed inode to to its disk buffer so that we are free
1722          * to delete its dependencies below. Once the dependencies are gone
1723          * the buffer can be safely released.
1724          */
1725         if ((error = bread(ip->i_devvp,
1726                             fsbtodoff(fs, ino_to_fsba(fs, ip->i_number)),
1727             (int)fs->fs_bsize, &bp)) != 0)
1728                 softdep_error("softdep_setup_freeblocks", error);
1729         *((struct ufs1_dinode *)bp->b_data + ino_to_fsbo(fs, ip->i_number)) =
1730             ip->i_din;
1731         /*
1732          * Find and eliminate any inode dependencies.
1733          */
1734         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1735         (void) inodedep_lookup(fs, ip->i_number, DEPALLOC, &inodedep);
1736         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) != 0) {
1737                 panic("softdep_setup_freeblocks: inode busy");
1738         }
1739         /*
1740          * Add the freeblks structure to the list of operations that
1741          * must await the zero'ed inode being written to disk. If we
1742          * still have a bitmap dependency (delay == 0), then the inode
1743          * has never been written to disk, so we can process the
1744          * freeblks below once we have deleted the dependencies.
1745          */
1746         delay = (inodedep->id_state & DEPCOMPLETE);
1747         if (delay)
1748                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &freeblks->fb_list);
1749         /*
1750          * Because the file length has been truncated to zero, any
1751          * pending block allocation dependency structures associated
1752          * with this inode are obsolete and can simply be de-allocated.
1753          * We must first merge the two dependency lists to get rid of
1754          * any duplicate freefrag structures, then purge the merged list.
1755          */
1756         merge_inode_lists(inodedep);
1757         while ((adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt)) != NULL)
1758                 free_allocdirect(&inodedep->id_inoupdt, adp, 1);
1759         FREE_LOCK(&lk);
1760         bdwrite(bp);
1761         /*
1762          * We must wait for any I/O in progress to finish so that
1763          * all potential buffers on the dirty list will be visible.
1764          * Once they are all there, walk the list and get rid of
1765          * any dependencies.
1766          */
1767         vp = ITOV(ip);
1768         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1769         drain_output(vp, 1);
1770
1771         info.fs = fs;
1772         info.ip = ip;
1773         lwkt_gettoken(&vp->v_token);
1774         do {
1775                 count = RB_SCAN(buf_rb_tree, &vp->v_rbdirty_tree, NULL, 
1776                                 softdep_setup_freeblocks_bp, &info);
1777         } while (count != 0);
1778         lwkt_reltoken(&vp->v_token);
1779
1780         if (inodedep_lookup(fs, ip->i_number, 0, &inodedep) != 0)
1781                 (void)free_inodedep(inodedep);
1782
1783         if (delay) {
1784                 freeblks->fb_state |= DEPCOMPLETE;
1785                 /*
1786                  * If the inode with zeroed block pointers is now on disk
1787                  * we can start freeing blocks. Add freeblks to the worklist
1788                  * instead of calling  handle_workitem_freeblocks directly as
1789                  * it is more likely that additional IO is needed to complete
1790                  * the request here than in the !delay case.
1791                  */
1792                 if ((freeblks->fb_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE)
1793                         add_to_worklist(&freeblks->fb_list);
1794         }
1795
1796         FREE_LOCK(&lk);
1797         /*
1798          * If the inode has never been written to disk (delay == 0),
1799          * then we can process the freeblks now that we have deleted
1800          * the dependencies.
1801          */
1802         if (!delay)
1803                 handle_workitem_freeblocks(freeblks);
1804 }
1805
1806 static int
1807 softdep_setup_freeblocks_bp(struct buf *bp, void *data)
1808 {
1809         struct softdep_setup_freeblocks_info *info = data;
1810         struct inodedep *inodedep;
1811
1812         if (getdirtybuf(&bp, MNT_WAIT) == 0) {
1813                 kprintf("softdep_setup_freeblocks_bp(1): caught bp %p going away\n", bp);
1814                 return(-1);
1815         }
1816         if (bp->b_vp != ITOV(info->ip) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1817                 kprintf("softdep_setup_freeblocks_bp(2): caught bp %p going away\n", bp);
1818                 BUF_UNLOCK(bp);
1819                 return(-1);
1820         }
1821         (void) inodedep_lookup(info->fs, info->ip->i_number, 0, &inodedep);
1822         deallocate_dependencies(bp, inodedep);
1823         bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
1824         FREE_LOCK(&lk);
1825         brelse(bp);
1826         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1827         return(1);
1828 }
1829
1830 /*
1831  * Reclaim any dependency structures from a buffer that is about to
1832  * be reallocated to a new vnode. The buffer must be locked, thus,
1833  * no I/O completion operations can occur while we are manipulating
1834  * its associated dependencies. The mutex is held so that other I/O's
1835  * associated with related dependencies do not occur.
1836  */
1837 static void
1838 deallocate_dependencies(struct buf *bp, struct inodedep *inodedep)
1839 {
1840         struct worklist *wk;
1841         struct indirdep *indirdep;
1842         struct allocindir *aip;
1843         struct pagedep *pagedep;
1844         struct dirrem *dirrem;
1845         struct diradd *dap;
1846         int i;
1847
1848         while ((wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
1849                 switch (wk->wk_type) {
1850
1851                 case D_INDIRDEP:
1852                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
1853                         /*
1854                          * None of the indirect pointers will ever be visible,
1855                          * so they can simply be tossed. GOINGAWAY ensures
1856                          * that allocated pointers will be saved in the buffer
1857                          * cache until they are freed. Note that they will
1858                          * only be able to be found by their physical address
1859                          * since the inode mapping the logical address will
1860                          * be gone. The save buffer used for the safe copy
1861                          * was allocated in setup_allocindir_phase2 using
1862                          * the physical address so it could be used for this
1863                          * purpose. Hence we swap the safe copy with the real
1864                          * copy, allowing the safe copy to be freed and holding
1865                          * on to the real copy for later use in indir_trunc.
1866                          *
1867                          * NOTE: ir_savebp is relative to the block device
1868                          * so b_bio1 contains the device block number.
1869                          */
1870                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) {
1871                                 panic("deallocate_dependencies: already gone");
1872                         }
1873                         indirdep->ir_state |= GOINGAWAY;
1874                         while ((aip = LIST_FIRST(&indirdep->ir_deplisthd)) != NULL)
1875                                 free_allocindir(aip, inodedep);
1876                         if (bp->b_bio1.bio_offset >= 0 ||
1877                             bp->b_bio2.bio_offset != indirdep->ir_savebp->b_bio1.bio_offset) {
1878                                 panic("deallocate_dependencies: not indir");
1879                         }
1880                         bcopy(bp->b_data, indirdep->ir_savebp->b_data,
1881                             bp->b_bcount);
1882                         WORKLIST_REMOVE(wk);
1883                         WORKLIST_INSERT_BP(indirdep->ir_savebp, wk);
1884                         continue;
1885
1886                 case D_PAGEDEP:
1887                         pagedep = WK_PAGEDEP(wk);
1888                         /*
1889                          * None of the directory additions will ever be
1890                          * visible, so they can simply be tossed.
1891                          */
1892                         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
1893                                 while ((dap =
1894                                     LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i])))
1895                                         free_diradd(dap);
1896                         while ((dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd)) != NULL)
1897                                 free_diradd(dap);
1898                         /*
1899                          * Copy any directory remove dependencies to the list
1900                          * to be processed after the zero'ed inode is written.
1901                          * If the inode has already been written, then they 
1902                          * can be dumped directly onto the work list.
1903                          */
1904                         LIST_FOREACH(dirrem, &pagedep->pd_dirremhd, dm_next) {
1905                                 LIST_REMOVE(dirrem, dm_next);
1906                                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
1907                                 if (inodedep == NULL ||
1908                                     (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) ==
1909                                      ALLCOMPLETE)
1910                                         add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
1911                                 else
1912                                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,
1913                                             &dirrem->dm_list);
1914                         }
1915                         WORKLIST_REMOVE(&pagedep->pd_list);
1916                         LIST_REMOVE(pagedep, pd_hash);
1917                         WORKITEM_FREE(pagedep, D_PAGEDEP);
1918                         continue;
1919
1920                 case D_ALLOCINDIR:
1921                         free_allocindir(WK_ALLOCINDIR(wk), inodedep);
1922                         continue;
1923
1924                 case D_ALLOCDIRECT:
1925                 case D_INODEDEP:
1926                         panic("deallocate_dependencies: Unexpected type %s",
1927                             TYPENAME(wk->wk_type));
1928                         /* NOTREACHED */
1929
1930                 default:
1931                         panic("deallocate_dependencies: Unknown type %s",
1932                             TYPENAME(wk->wk_type));
1933                         /* NOTREACHED */
1934                 }
1935         }
1936 }
1937
1938 /*
1939  * Free an allocdirect. Generate a new freefrag work request if appropriate.
1940  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
1941  */
1942 static void
1943 free_allocdirect(struct allocdirectlst *adphead,
1944                  struct allocdirect *adp, int delay)
1945 {
1946         KKASSERT(lock_held(&lk) > 0);
1947
1948         if ((adp->ad_state & DEPCOMPLETE) == 0)
1949                 LIST_REMOVE(adp, ad_deps);
1950         TAILQ_REMOVE(adphead, adp, ad_next);
1951         if ((adp->ad_state & COMPLETE) == 0)
1952                 WORKLIST_REMOVE(&adp->ad_list);
1953         if (adp->ad_freefrag != NULL) {
1954                 if (delay)
1955                         WORKLIST_INSERT(&adp->ad_inodedep->id_bufwait,
1956                             &adp->ad_freefrag->ff_list);
1957                 else
1958                         add_to_worklist(&adp->ad_freefrag->ff_list);
1959         }
1960         WORKITEM_FREE(adp, D_ALLOCDIRECT);
1961 }
1962
1963 /*
1964  * Prepare an inode to be freed. The actual free operation is not
1965  * done until the zero'ed inode has been written to disk.
1966  */
1967 void
1968 softdep_freefile(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
1969 {
1970         struct inode *ip = VTOI(pvp);
1971         struct inodedep *inodedep;
1972         struct freefile *freefile;
1973
1974         /*
1975          * This sets up the inode de-allocation dependency.
1976          */
1977         freefile = kmalloc(sizeof(struct freefile), M_FREEFILE,
1978                            M_SOFTDEP_FLAGS);
1979         freefile->fx_list.wk_type = D_FREEFILE;
1980         freefile->fx_list.wk_state = 0;
1981         freefile->fx_mode = mode;
1982         freefile->fx_oldinum = ino;
1983         freefile->fx_devvp = ip->i_devvp;
1984         freefile->fx_fs = ip->i_fs;
1985
1986         /*
1987          * If the inodedep does not exist, then the zero'ed inode has
1988          * been written to disk. If the allocated inode has never been
1989          * written to disk, then the on-disk inode is zero'ed. In either
1990          * case we can free the file immediately.
1991          */
1992         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1993         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ino, 0, &inodedep) == 0 ||
1994             check_inode_unwritten(inodedep)) {
1995                 FREE_LOCK(&lk);
1996                 handle_workitem_freefile(freefile);
1997                 return;
1998         }
1999         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_inowait, &freefile->fx_list);
2000         FREE_LOCK(&lk);
2001 }
2002
2003 /*
2004  * Check to see if an inode has never been written to disk. If
2005  * so free the inodedep and return success, otherwise return failure.
2006  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
2007  *
2008  * If we still have a bitmap dependency, then the inode has never
2009  * been written to disk. Drop the dependency as it is no longer
2010  * necessary since the inode is being deallocated. We set the
2011  * ALLCOMPLETE flags since the bitmap now properly shows that the
2012  * inode is not allocated. Even if the inode is actively being
2013  * written, it has been rolled back to its zero'ed state, so we
2014  * are ensured that a zero inode is what is on the disk. For short
2015  * lived files, this change will usually result in removing all the
2016  * dependencies from the inode so that it can be freed immediately.
2017  */
2018 static int
2019 check_inode_unwritten(struct inodedep *inodedep)
2020 {
2021
2022         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) != 0 ||
2023             LIST_FIRST(&inodedep->id_pendinghd) != NULL ||
2024             LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait) != NULL ||
2025             LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait) != NULL ||
2026             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL ||
2027             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt) != NULL ||
2028             inodedep->id_nlinkdelta != 0)
2029                 return (0);
2030
2031         /*
2032          * Another process might be in initiate_write_inodeblock
2033          * trying to allocate memory without holding "Softdep Lock".
2034          */
2035         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) != 0 &&
2036             inodedep->id_savedino == NULL)
2037                 return(0);
2038
2039         inodedep->id_state |= ALLCOMPLETE;
2040         LIST_REMOVE(inodedep, id_deps);
2041         inodedep->id_buf = NULL;
2042         if (inodedep->id_state & ONWORKLIST)
2043                 WORKLIST_REMOVE(&inodedep->id_list);
2044         if (inodedep->id_savedino != NULL) {
2045                 kfree(inodedep->id_savedino, M_INODEDEP);
2046                 inodedep->id_savedino = NULL;
2047         }
2048         if (free_inodedep(inodedep) == 0) {
2049                 panic("check_inode_unwritten: busy inode");
2050         }
2051         return (1);
2052 }
2053
2054 /*
2055  * Try to free an inodedep structure. Return 1 if it could be freed.
2056  */
2057 static int
2058 free_inodedep(struct inodedep *inodedep)
2059 {
2060
2061         if ((inodedep->id_state & ONWORKLIST) != 0 ||
2062             (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE ||
2063             LIST_FIRST(&inodedep->id_pendinghd) != NULL ||
2064             LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait) != NULL ||
2065             LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait) != NULL ||
2066             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL ||
2067             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt) != NULL ||
2068             inodedep->id_nlinkdelta != 0 || inodedep->id_savedino != NULL)
2069                 return (0);
2070         LIST_REMOVE(inodedep, id_hash);
2071         WORKITEM_FREE(inodedep, D_INODEDEP);
2072         num_inodedep -= 1;
2073         return (1);
2074 }
2075
2076 /*
2077  * This workitem routine performs the block de-allocation.
2078  * The workitem is added to the pending list after the updated
2079  * inode block has been written to disk.  As mentioned above,
2080  * checks regarding the number of blocks de-allocated (compared
2081  * to the number of blocks allocated for the file) are also
2082  * performed in this function.
2083  */
2084 static void
2085 handle_workitem_freeblocks(struct freeblks *freeblks)
2086 {
2087         struct inode tip;
2088         ufs_daddr_t bn;
2089         struct fs *fs;
2090         int i, level, bsize;
2091         long nblocks, blocksreleased = 0;
2092         int error, allerror = 0;
2093         ufs_lbn_t baselbns[NIADDR], tmpval;
2094
2095         tip.i_number = freeblks->fb_previousinum;
2096         tip.i_devvp = freeblks->fb_devvp;
2097         tip.i_dev = freeblks->fb_devvp->v_rdev;
2098         tip.i_fs = freeblks->fb_fs;
2099         tip.i_size = freeblks->fb_oldsize;
2100         tip.i_uid = freeblks->fb_uid;
2101         fs = freeblks->fb_fs;
2102         tmpval = 1;
2103         baselbns[0] = NDADDR;
2104         for (i = 1; i < NIADDR; i++) {
2105                 tmpval *= NINDIR(fs);
2106                 baselbns[i] = baselbns[i - 1] + tmpval;
2107         }
2108         nblocks = btodb(fs->fs_bsize);
2109         blocksreleased = 0;
2110         /*
2111          * Indirect blocks first.
2112          */
2113         for (level = (NIADDR - 1); level >= 0; level--) {
2114                 if ((bn = freeblks->fb_iblks[level]) == 0)
2115                         continue;
2116                 if ((error = indir_trunc(&tip, fsbtodoff(fs, bn), level,
2117                     baselbns[level], &blocksreleased)) == 0)
2118                         allerror = error;
2119                 ffs_blkfree(&tip, bn, fs->fs_bsize);
2120                 blocksreleased += nblocks;
2121         }
2122         /*
2123          * All direct blocks or frags.
2124          */
2125         for (i = (NDADDR - 1); i >= 0; i--) {
2126                 if ((bn = freeblks->fb_dblks[i]) == 0)
2127                         continue;
2128                 bsize = blksize(fs, &tip, i);
2129                 ffs_blkfree(&tip, bn, bsize);
2130                 blocksreleased += btodb(bsize);
2131         }
2132
2133 #ifdef DIAGNOSTIC
2134         if (freeblks->fb_chkcnt != blocksreleased)
2135                 kprintf("handle_workitem_freeblocks: block count\n");
2136         if (allerror)
2137                 softdep_error("handle_workitem_freeblks", allerror);
2138 #endif /* DIAGNOSTIC */
2139         WORKITEM_FREE(freeblks, D_FREEBLKS);
2140 }
2141
2142 /*
2143  * Release blocks associated with the inode ip and stored in the indirect
2144  * block at doffset. If level is greater than SINGLE, the block is an
2145  * indirect block and recursive calls to indirtrunc must be used to
2146  * cleanse other indirect blocks.
2147  */
2148 static int
2149 indir_trunc(struct inode *ip, off_t doffset, int level, ufs_lbn_t lbn,
2150             long *countp)
2151 {
2152         struct buf *bp;
2153         ufs_daddr_t *bap;
2154         ufs_daddr_t nb;
2155         struct fs *fs;
2156         struct worklist *wk;
2157         struct indirdep *indirdep;
2158         int i, lbnadd, nblocks;
2159         int error, allerror = 0;
2160
2161         fs = ip->i_fs;
2162         lbnadd = 1;
2163         for (i = level; i > 0; i--)
2164                 lbnadd *= NINDIR(fs);
2165         /*
2166          * Get buffer of block pointers to be freed. This routine is not
2167          * called until the zero'ed inode has been written, so it is safe
2168          * to free blocks as they are encountered. Because the inode has
2169          * been zero'ed, calls to bmap on these blocks will fail. So, we
2170          * have to use the on-disk address and the block device for the
2171          * filesystem to look them up. If the file was deleted before its
2172          * indirect blocks were all written to disk, the routine that set
2173          * us up (deallocate_dependencies) will have arranged to leave
2174          * a complete copy of the indirect block in memory for our use.
2175          * Otherwise we have to read the blocks in from the disk.
2176          */
2177         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2178         if ((bp = findblk(ip->i_devvp, doffset, FINDBLK_TEST)) != NULL &&
2179             (wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
2180                 /*
2181                  * bp must be ir_savebp, which is held locked for our use.
2182                  */
2183                 if (wk->wk_type != D_INDIRDEP ||
2184                     (indirdep = WK_INDIRDEP(wk))->ir_savebp != bp ||
2185                     (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) == 0) {
2186                         panic("indir_trunc: lost indirdep");
2187                 }
2188                 WORKLIST_REMOVE(wk);
2189                 WORKITEM_FREE(indirdep, D_INDIRDEP);
2190                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
2191                         panic("indir_trunc: dangling dep");
2192                 }
2193                 FREE_LOCK(&lk);
2194         } else {
2195                 FREE_LOCK(&lk);
2196                 error = bread(ip->i_devvp, doffset, (int)fs->fs_bsize, &bp);
2197                 if (error)
2198                         return (error);
2199         }
2200         /*
2201          * Recursively free indirect blocks.
2202          */
2203         bap = (ufs_daddr_t *)bp->b_data;
2204         nblocks = btodb(fs->fs_bsize);
2205         for (i = NINDIR(fs) - 1; i >= 0; i--) {
2206                 if ((nb = bap[i]) == 0)
2207                         continue;
2208                 if (level != 0) {
2209                         if ((error = indir_trunc(ip, fsbtodoff(fs, nb),
2210                              level - 1, lbn + (i * lbnadd), countp)) != 0)
2211                                 allerror = error;
2212                 }
2213                 ffs_blkfree(ip, nb, fs->fs_bsize);
2214                 *countp += nblocks;
2215         }
2216         bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
2217         brelse(bp);
2218         return (allerror);
2219 }
2220
2221 /*
2222  * Free an allocindir.
2223  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
2224  */
2225 static void
2226 free_allocindir(struct allocindir *aip, struct inodedep *inodedep)
2227 {
2228         struct freefrag *freefrag;
2229
2230         KKASSERT(lock_held(&lk) > 0);
2231
2232         if ((aip->ai_state & DEPCOMPLETE) == 0)
2233                 LIST_REMOVE(aip, ai_deps);
2234         if (aip->ai_state & ONWORKLIST)
2235                 WORKLIST_REMOVE(&aip->ai_list);
2236         LIST_REMOVE(aip, ai_next);
2237         if ((freefrag = aip->ai_freefrag) != NULL) {
2238                 if (inodedep == NULL)
2239                         add_to_worklist(&freefrag->ff_list);
2240                 else
2241                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,
2242                             &freefrag->ff_list);
2243         }
2244         WORKITEM_FREE(aip, D_ALLOCINDIR);
2245 }
2246
2247 /*
2248  * Directory entry addition dependencies.
2249  * 
2250  * When adding a new directory entry, the inode (with its incremented link
2251  * count) must be written to disk before the directory entry's pointer to it.
2252  * Also, if the inode is newly allocated, the corresponding freemap must be
2253  * updated (on disk) before the directory entry's pointer. These requirements
2254  * are met via undo/redo on the directory entry's pointer, which consists
2255  * simply of the inode number.
2256  * 
2257  * As directory entries are added and deleted, the free space within a
2258  * directory block can become fragmented.  The ufs filesystem will compact
2259  * a fragmented directory block to make space for a new entry. When this
2260  * occurs, the offsets of previously added entries change. Any "diradd"
2261  * dependency structures corresponding to these entries must be updated with
2262  * the new offsets.
2263  */
2264
2265 /*
2266  * This routine is called after the in-memory inode's link
2267  * count has been incremented, but before the directory entry's
2268  * pointer to the inode has been set.
2269  *
2270  * Parameters:
2271  *      bp:             buffer containing directory block
2272  *      dp:             inode for directory
2273  *      diroffset:      offset of new entry in directory
2274  *      newinum:        inode referenced by new directory entry
2275  *      newdirbp:       non-NULL => contents of new mkdir
2276  */
2277 void 
2278 softdep_setup_directory_add(struct buf *bp, struct inode *dp, off_t diroffset,
2279                             ino_t newinum, struct buf *newdirbp)
2280 {
2281         int offset;             /* offset of new entry within directory block */
2282         ufs_lbn_t lbn;          /* block in directory containing new entry */
2283         struct fs *fs;
2284         struct diradd *dap;
2285         struct pagedep *pagedep;
2286         struct inodedep *inodedep;
2287         struct mkdir *mkdir1, *mkdir2;
2288
2289         /*
2290          * Whiteouts have no dependencies.
2291          */
2292         if (newinum == WINO) {
2293                 if (newdirbp != NULL)
2294                         bdwrite(newdirbp);
2295                 return;
2296         }
2297
2298         fs = dp->i_fs;
2299         lbn = lblkno(fs, diroffset);
2300         offset = blkoff(fs, diroffset);
2301         dap = kmalloc(sizeof(struct diradd), M_DIRADD,
2302                       M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
2303         dap->da_list.wk_type = D_DIRADD;
2304         dap->da_offset = offset;
2305         dap->da_newinum = newinum;
2306         dap->da_state = ATTACHED;
2307         if (newdirbp == NULL) {
2308                 dap->da_state |= DEPCOMPLETE;
2309                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2310         } else {
2311                 dap->da_state |= MKDIR_BODY | MKDIR_PARENT;
2312                 mkdir1 = kmalloc(sizeof(struct mkdir), M_MKDIR,
2313                                  M_SOFTDEP_FLAGS);
2314                 mkdir1->md_list.wk_type = D_MKDIR;
2315                 mkdir1->md_state = MKDIR_BODY;
2316                 mkdir1->md_diradd = dap;
2317                 mkdir2 = kmalloc(sizeof(struct mkdir), M_MKDIR,
2318                                  M_SOFTDEP_FLAGS);
2319                 mkdir2->md_list.wk_type = D_MKDIR;
2320                 mkdir2->md_state = MKDIR_PARENT;
2321                 mkdir2->md_diradd = dap;
2322                 /*
2323                  * Dependency on "." and ".." being written to disk.
2324                  */
2325                 mkdir1->md_buf = newdirbp;
2326                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2327                 LIST_INSERT_HEAD(&mkdirlisthd, mkdir1, md_mkdirs);
2328                 WORKLIST_INSERT_BP(newdirbp, &mkdir1->md_list);
2329                 FREE_LOCK(&lk);
2330                 bdwrite(newdirbp);
2331                 /*
2332                  * Dependency on link count increase for parent directory
2333                  */
2334                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2335                 if (inodedep_lookup(dp->i_fs, dp->i_number, 0, &inodedep) == 0
2336                     || (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
2337                         dap->da_state &= ~MKDIR_PARENT;
2338                         WORKITEM_FREE(mkdir2, D_MKDIR);
2339                 } else {
2340                         LIST_INSERT_HEAD(&mkdirlisthd, mkdir2, md_mkdirs);
2341                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,&mkdir2->md_list);
2342                 }
2343         }
2344         /*
2345          * Link into parent directory pagedep to await its being written.
2346          */
2347         if (pagedep_lookup(dp, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
2348                 WORKLIST_INSERT_BP(bp, &pagedep->pd_list);
2349         dap->da_pagedep = pagedep;
2350         LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)], dap,
2351             da_pdlist);
2352         /*
2353          * Link into its inodedep. Put it on the id_bufwait list if the inode
2354          * is not yet written. If it is written, do the post-inode write
2355          * processing to put it on the id_pendinghd list.
2356          */
2357         (void) inodedep_lookup(fs, newinum, DEPALLOC, &inodedep);
2358         if ((inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE)
2359                 diradd_inode_written(dap, inodedep);
2360         else
2361                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &dap->da_list);
2362         FREE_LOCK(&lk);
2363 }
2364
2365 /*
2366  * This procedure is called to change the offset of a directory
2367  * entry when compacting a directory block which must be owned
2368  * exclusively by the caller. Note that the actual entry movement
2369  * must be done in this procedure to ensure that no I/O completions
2370  * occur while the move is in progress.
2371  *
2372  * Parameters:
2373  *      dp:     inode for directory
2374  *      base:           address of dp->i_offset
2375  *      oldloc:         address of old directory location
2376  *      newloc:         address of new directory location
2377  *      entrysize:      size of directory entry
2378  */
2379 void 
2380 softdep_change_directoryentry_offset(struct inode *dp, caddr_t base,
2381                                      caddr_t oldloc, caddr_t newloc,
2382                                      int entrysize)
2383 {
2384         int offset, oldoffset, newoffset;
2385         struct pagedep *pagedep;
2386         struct diradd *dap;
2387         ufs_lbn_t lbn;
2388
2389         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2390         lbn = lblkno(dp->i_fs, dp->i_offset);
2391         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2392         if (pagedep_lookup(dp, lbn, 0, &pagedep) == 0)
2393                 goto done;
2394         oldoffset = offset + (oldloc - base);
2395         newoffset = offset + (newloc - base);
2396
2397         LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(oldoffset)], da_pdlist) {
2398                 if (dap->da_offset != oldoffset)
2399                         continue;
2400                 dap->da_offset = newoffset;
2401                 if (DIRADDHASH(newoffset) == DIRADDHASH(oldoffset))
2402                         break;
2403                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
2404                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(newoffset)],
2405                     dap, da_pdlist);
2406                 break;
2407         }
2408         if (dap == NULL) {
2409
2410                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_pendinghd, da_pdlist) {
2411                         if (dap->da_offset == oldoffset) {
2412                                 dap->da_offset = newoffset;
2413                                 break;
2414                         }
2415                 }
2416         }
2417 done:
2418         bcopy(oldloc, newloc, entrysize);
2419         FREE_LOCK(&lk);
2420 }
2421
2422 /*
2423  * Free a diradd dependency structure. This routine must be called
2424  * with splbio interrupts blocked.
2425  */
2426 static void
2427 free_diradd(struct diradd *dap)
2428 {
2429         struct dirrem *dirrem;
2430         struct pagedep *pagedep;
2431         struct inodedep *inodedep;
2432         struct mkdir *mkdir, *nextmd;
2433
2434         KKASSERT(lock_held(&lk) > 0);
2435
2436         WORKLIST_REMOVE(&dap->da_list);
2437         LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
2438         if ((dap->da_state & DIRCHG) == 0) {
2439                 pagedep = dap->da_pagedep;
2440         } else {
2441                 dirrem = dap->da_previous;
2442                 pagedep = dirrem->dm_pagedep;
2443                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2444                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2445         }
2446         if (inodedep_lookup(VFSTOUFS(pagedep->pd_mnt)->um_fs, dap->da_newinum,
2447             0, &inodedep) != 0)
2448                 (void) free_inodedep(inodedep);
2449         if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) != 0) {
2450                 for (mkdir = LIST_FIRST(&mkdirlisthd); mkdir; mkdir = nextmd) {
2451                         nextmd = LIST_NEXT(mkdir, md_mkdirs);
2452                         if (mkdir->md_diradd != dap)
2453                                 continue;
2454                         dap->da_state &= ~mkdir->md_state;
2455                         WORKLIST_REMOVE(&mkdir->md_list);
2456                         LIST_REMOVE(mkdir, md_mkdirs);
2457                         WORKITEM_FREE(mkdir, D_MKDIR);
2458                 }
2459                 if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) != 0) {
2460                         panic("free_diradd: unfound ref");
2461                 }
2462         }
2463         WORKITEM_FREE(dap, D_DIRADD);
2464 }
2465
2466 /*
2467  * Directory entry removal dependencies.
2468  * 
2469  * When removing a directory entry, the entry's inode pointer must be
2470  * zero'ed on disk before the corresponding inode's link count is decremented
2471  * (possibly freeing the inode for re-use). This dependency is handled by
2472  * updating the directory entry but delaying the inode count reduction until
2473  * after the directory block has been written to disk. After this point, the
2474  * inode count can be decremented whenever it is convenient.
2475  */
2476
2477 /*
2478  * This routine should be called immediately after removing
2479  * a directory entry.  The inode's link count should not be
2480  * decremented by the calling procedure -- the soft updates
2481  * code will do this task when it is safe.
2482  *
2483  * Parameters:
2484  *      bp:             buffer containing directory block
2485  *      dp:             inode for the directory being modified
2486  *      ip:             inode for directory entry being removed
2487  *      isrmdir:        indicates if doing RMDIR
2488  */
2489 void 
2490 softdep_setup_remove(struct buf *bp, struct inode *dp, struct inode *ip,
2491                      int isrmdir)
2492 {
2493         struct dirrem *dirrem, *prevdirrem;
2494
2495         /*
2496          * Allocate a new dirrem if appropriate and ACQUIRE_LOCK.
2497          */
2498         dirrem = newdirrem(bp, dp, ip, isrmdir, &prevdirrem);
2499
2500         /*
2501          * If the COMPLETE flag is clear, then there were no active
2502          * entries and we want to roll back to a zeroed entry until
2503          * the new inode is committed to disk. If the COMPLETE flag is
2504          * set then we have deleted an entry that never made it to
2505          * disk. If the entry we deleted resulted from a name change,
2506          * then the old name still resides on disk. We cannot delete
2507          * its inode (returned to us in prevdirrem) until the zeroed
2508          * directory entry gets to disk. The new inode has never been
2509          * referenced on the disk, so can be deleted immediately.
2510          */
2511         if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2512                 LIST_INSERT_HEAD(&dirrem->dm_pagedep->pd_dirremhd, dirrem,
2513                     dm_next);
2514                 FREE_LOCK(&lk);
2515         } else {
2516                 if (prevdirrem != NULL)
2517                         LIST_INSERT_HEAD(&dirrem->dm_pagedep->pd_dirremhd,
2518                             prevdirrem, dm_next);
2519                 dirrem->dm_dirinum = dirrem->dm_pagedep->pd_ino;
2520                 FREE_LOCK(&lk);
2521                 handle_workitem_remove(dirrem);
2522         }
2523 }
2524
2525 /*
2526  * Allocate a new dirrem if appropriate and return it along with
2527  * its associated pagedep. Called without a lock, returns with lock.
2528  */
2529 static long num_dirrem;         /* number of dirrem allocated */
2530
2531 /*
2532  * Parameters:
2533  *      bp:             buffer containing directory block
2534  *      dp:             inode for the directory being modified
2535  *      ip:             inode for directory entry being removed
2536  *      isrmdir:        indicates if doing RMDIR
2537  *      prevdirremp:    previously referenced inode, if any
2538  */
2539 static struct dirrem *
2540 newdirrem(struct buf *bp, struct inode *dp, struct inode *ip,
2541           int isrmdir, struct dirrem **prevdirremp)
2542 {
2543         int offset;
2544         ufs_lbn_t lbn;
2545         struct diradd *dap;
2546         struct dirrem *dirrem;
2547         struct pagedep *pagedep;
2548
2549         /*
2550          * Whiteouts have no deletion dependencies.
2551          */
2552         if (ip == NULL)
2553                 panic("newdirrem: whiteout");
2554         /*
2555          * If we are over our limit, try to improve the situation.
2556          * Limiting the number of dirrem structures will also limit
2557          * the number of freefile and freeblks structures.
2558          */
2559         if (num_dirrem > max_softdeps / 2 && speedup_syncer() == 0)
2560                 (void) request_cleanup(FLUSH_REMOVE, 0);
2561         num_dirrem += 1;
2562         dirrem = kmalloc(sizeof(struct dirrem), M_DIRREM,
2563                          M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
2564         dirrem->dm_list.wk_type = D_DIRREM;
2565         dirrem->dm_state = isrmdir ? RMDIR : 0;
2566         dirrem->dm_mnt = ITOV(ip)->v_mount;
2567         dirrem->dm_oldinum = ip->i_number;
2568         *prevdirremp = NULL;
2569
2570         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2571         lbn = lblkno(dp->i_fs, dp->i_offset);
2572         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2573         if (pagedep_lookup(dp, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
2574                 WORKLIST_INSERT_BP(bp, &pagedep->pd_list);
2575         dirrem->dm_pagedep = pagedep;
2576         /*
2577          * Check for a diradd dependency for the same directory entry.
2578          * If present, then both dependencies become obsolete and can
2579          * be de-allocated. Check for an entry on both the pd_dirraddhd
2580          * list and the pd_pendinghd list.
2581          */
2582
2583         LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)], da_pdlist)
2584                 if (dap->da_offset == offset)
2585                         break;
2586         if (dap == NULL) {
2587
2588                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_pendinghd, da_pdlist)
2589                         if (dap->da_offset == offset)
2590                                 break;
2591                 if (dap == NULL)
2592                         return (dirrem);
2593         }
2594         /*
2595          * Must be ATTACHED at this point.
2596          */
2597         if ((dap->da_state & ATTACHED) == 0) {
2598                 panic("newdirrem: not ATTACHED");
2599         }
2600         if (dap->da_newinum != ip->i_number) {
2601                 panic("newdirrem: inum %"PRId64" should be %"PRId64,
2602                     ip->i_number, dap->da_newinum);
2603         }
2604         /*
2605          * If we are deleting a changed name that never made it to disk,
2606          * then return the dirrem describing the previous inode (which
2607          * represents the inode currently referenced from this entry on disk).
2608          */
2609         if ((dap->da_state & DIRCHG) != 0) {
2610                 *prevdirremp = dap->da_previous;
2611                 dap->da_state &= ~DIRCHG;
2612                 dap->da_pagedep = pagedep;
2613         }
2614         /*
2615          * We are deleting an entry that never made it to disk.
2616          * Mark it COMPLETE so we can delete its inode immediately.
2617          */
2618         dirrem->dm_state |= COMPLETE;
2619         free_diradd(dap);
2620         return (dirrem);
2621 }
2622
2623 /*
2624  * Directory entry change dependencies.
2625  * 
2626  * Changing an existing directory entry requires that an add operation
2627  * be completed first followed by a deletion. The semantics for the addition
2628  * are identical to the description of adding a new entry above except
2629  * that the rollback is to the old inode number rather than zero. Once
2630  * the addition dependency is completed, the removal is done as described
2631  * in the removal routine above.
2632  */
2633
2634 /*
2635  * This routine should be called immediately after changing
2636  * a directory entry.  The inode's link count should not be
2637  * decremented by the calling procedure -- the soft updates
2638  * code will perform this task when it is safe.
2639  *
2640  * Parameters:
2641  *      bp:             buffer containing directory block
2642  *      dp:             inode for the directory being modified
2643  *      ip:             inode for directory entry being removed
2644  *      newinum:        new inode number for changed entry
2645  *      isrmdir:        indicates if doing RMDIR
2646  */
2647 void 
2648 softdep_setup_directory_change(struct buf *bp, struct inode *dp,
2649                                struct inode *ip, ino_t newinum,
2650                                int isrmdir)
2651 {
2652         int offset;
2653         struct diradd *dap = NULL;
2654         struct dirrem *dirrem, *prevdirrem;
2655         struct pagedep *pagedep;
2656         struct inodedep *inodedep;
2657
2658         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2659
2660         /*
2661          * Whiteouts do not need diradd dependencies.
2662          */
2663         if (newinum != WINO) {
2664                 dap = kmalloc(sizeof(struct diradd), M_DIRADD,
2665                               M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
2666                 dap->da_list.wk_type = D_DIRADD;
2667                 dap->da_state = DIRCHG | ATTACHED | DEPCOMPLETE;
2668                 dap->da_offset = offset;
2669                 dap->da_newinum = newinum;
2670         }
2671
2672         /*
2673          * Allocate a new dirrem and ACQUIRE_LOCK.
2674          */
2675         dirrem = newdirrem(bp, dp, ip, isrmdir, &prevdirrem);
2676         pagedep = dirrem->dm_pagedep;
2677         /*
2678          * The possible values for isrmdir:
2679          *      0 - non-directory file rename
2680          *      1 - directory rename within same directory
2681          *   inum - directory rename to new directory of given inode number
2682          * When renaming to a new directory, we are both deleting and
2683          * creating a new directory entry, so the link count on the new
2684          * directory should not change. Thus we do not need the followup
2685          * dirrem which is usually done in handle_workitem_remove. We set
2686          * the DIRCHG flag to tell handle_workitem_remove to skip the 
2687          * followup dirrem.
2688          */
2689         if (isrmdir > 1)
2690                 dirrem->dm_state |= DIRCHG;
2691
2692         /*
2693          * Whiteouts have no additional dependencies,
2694          * so just put the dirrem on the correct list.
2695          */
2696         if (newinum == WINO) {
2697                 if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2698                         LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_dirremhd, dirrem,
2699                             dm_next);
2700                 } else {
2701                         dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2702                         add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2703                 }
2704                 FREE_LOCK(&lk);
2705                 return;
2706         }
2707
2708         /*
2709          * If the COMPLETE flag is clear, then there were no active
2710          * entries and we want to roll back to the previous inode until
2711          * the new inode is committed to disk. If the COMPLETE flag is
2712          * set, then we have deleted an entry that never made it to disk.
2713          * If the entry we deleted resulted from a name change, then the old
2714          * inode reference still resides on disk. Any rollback that we do
2715          * needs to be to that old inode (returned to us in prevdirrem). If
2716          * the entry we deleted resulted from a create, then there is
2717          * no entry on the disk, so we want to roll back to zero rather
2718          * than the uncommitted inode. In either of the COMPLETE cases we
2719          * want to immediately free the unwritten and unreferenced inode.
2720          */
2721         if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2722                 dap->da_previous = dirrem;
2723         } else {
2724                 if (prevdirrem != NULL) {
2725                         dap->da_previous = prevdirrem;
2726                 } else {
2727                         dap->da_state &= ~DIRCHG;
2728                         dap->da_pagedep = pagedep;
2729                 }
2730                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2731                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2732         }
2733         /*
2734          * Link into its inodedep. Put it on the id_bufwait list if the inode
2735          * is not yet written. If it is written, do the post-inode write
2736          * processing to put it on the id_pendinghd list.
2737          */
2738         if (inodedep_lookup(dp->i_fs, newinum, DEPALLOC, &inodedep) == 0 ||
2739             (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
2740                 dap->da_state |= COMPLETE;
2741                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
2742                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_pendinghd, &dap->da_list);
2743         } else {
2744                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)],
2745                     dap, da_pdlist);
2746                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &dap->da_list);
2747         }
2748         FREE_LOCK(&lk);
2749 }
2750
2751 /*
2752  * Called whenever the link count on an inode is changed.
2753  * It creates an inode dependency so that the new reference(s)
2754  * to the inode cannot be committed to disk until the updated
2755  * inode has been written.
2756  *
2757  * Parameters:
2758  *      ip:     the inode with the increased link count
2759  */
2760 void
2761 softdep_change_linkcnt(struct inode *ip)
2762 {
2763         struct inodedep *inodedep;
2764
2765         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2766         (void) inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, DEPALLOC, &inodedep);
2767         if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2768                 panic("softdep_change_linkcnt: bad delta");
2769         }
2770         inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2771         FREE_LOCK(&lk);
2772 }
2773
2774 /*
2775  * This workitem decrements the inode's link count.
2776  * If the link count reaches zero, the file is removed.
2777  */
2778 static void 
2779 handle_workitem_remove(struct dirrem *dirrem)
2780 {
2781         struct inodedep *inodedep;
2782         struct vnode *vp;
2783         struct inode *ip;
2784         ino_t oldinum;
2785         int error;
2786
2787         error = VFS_VGET(dirrem->dm_mnt, NULL, dirrem->dm_oldinum, &vp);
2788         if (error) {
2789                 softdep_error("handle_workitem_remove: vget", error);
2790                 return;
2791         }
2792         ip = VTOI(vp);
2793         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2794         if ((inodedep_lookup(ip->i_fs, dirrem->dm_oldinum, 0, &inodedep)) == 0){
2795                 panic("handle_workitem_remove: lost inodedep");
2796         }
2797         /*
2798          * Normal file deletion.
2799          */
2800         if ((dirrem->dm_state & RMDIR) == 0) {
2801                 ip->i_nlink--;
2802                 ip->i_flag |= IN_CHANGE;
2803                 if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2804                         panic("handle_workitem_remove: bad file delta");
2805                 }
2806                 inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2807                 FREE_LOCK(&lk);
2808                 vput(vp);
2809                 num_dirrem -= 1;
2810                 WORKITEM_FREE(dirrem, D_DIRREM);
2811                 return;
2812         }
2813         /*
2814          * Directory deletion. Decrement reference count for both the
2815          * just deleted parent directory entry and the reference for ".".
2816          * Next truncate the directory to length zero. When the
2817          * truncation completes, arrange to have the reference count on
2818          * the parent decremented to account for the loss of "..".
2819          */
2820         ip->i_nlink -= 2;
2821         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
2822         if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2823                 panic("handle_workitem_remove: bad dir delta");
2824         }
2825         inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2826         FREE_LOCK(&lk);
2827         if ((error = ffs_truncate(vp, (off_t)0, 0, proc0.p_ucred)) != 0)
2828                 softdep_error("handle_workitem_remove: truncate", error);
2829         /*
2830          * Rename a directory to a new parent. Since, we are both deleting
2831          * and creating a new directory entry, the link count on the new
2832          * directory should not change. Thus we skip the followup dirrem.
2833          */
2834         if (dirrem->dm_state & DIRCHG) {
2835                 vput(vp);
2836                 num_dirrem -= 1;
2837                 WORKITEM_FREE(dirrem, D_DIRREM);
2838                 return;
2839         }
2840         /*
2841          * If the inodedep does not exist, then the zero'ed inode has
2842          * been written to disk. If the allocated inode has never been
2843          * written to disk, then the on-disk inode is zero'ed. In either
2844          * case we can remove the file immediately.
2845          */
2846         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2847         dirrem->dm_state = 0;
2848         oldinum = dirrem->dm_oldinum;
2849         dirrem->dm_oldinum = dirrem->dm_dirinum;
2850         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, oldinum, 0, &inodedep) == 0 ||
2851             check_inode_unwritten(inodedep)) {
2852                 FREE_LOCK(&lk);
2853                 vput(vp);
2854                 handle_workitem_remove(dirrem);
2855                 return;
2856         }
2857         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_inowait, &dirrem->dm_list);
2858         FREE_LOCK(&lk);
2859         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
2860         ffs_update(vp, 0);
2861         vput(vp);
2862 }
2863
2864 /*
2865  * Inode de-allocation dependencies.
2866  * 
2867  * When an inode's link count is reduced to zero, it can be de-allocated. We
2868  * found it convenient to postpone de-allocation until after the inode is
2869  * written to disk with its new link count (zero).  At this point, all of the
2870  * on-disk inode's block pointers are nullified and, with careful dependency
2871  * list ordering, all dependencies related to the inode will be satisfied and
2872  * the corresponding dependency structures de-allocated.  So, if/when the
2873  * inode is reused, there will be no mixing of old dependencies with new
2874  * ones.  This artificial dependency is set up by the block de-allocation
2875  * procedure above (softdep_setup_freeblocks) and completed by the
2876  * following procedure.
2877  */
2878 static void 
2879 handle_workitem_freefile(struct freefile *freefile)
2880 {
2881         struct vnode vp;
2882         struct inode tip;
2883         struct inodedep *idp;
2884         int error;
2885
2886 #ifdef DEBUG
2887         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2888         error = inodedep_lookup(freefile->fx_fs, freefile->fx_oldinum, 0, &idp);
2889         FREE_LOCK(&lk);
2890         if (error)
2891                 panic("handle_workitem_freefile: inodedep survived");
2892 #endif
2893         tip.i_devvp = freefile->fx_devvp;
2894         tip.i_dev = freefile->fx_devvp->v_rdev;
2895         tip.i_fs = freefile->fx_fs;
2896         vp.v_data = &tip;
2897         if ((error = ffs_freefile(&vp, freefile->fx_oldinum, freefile->fx_mode)) != 0)
2898                 softdep_error("handle_workitem_freefile", error);
2899         WORKITEM_FREE(freefile, D_FREEFILE);
2900 }
2901
2902 /*
2903  * Helper function which unlinks marker element from work list and returns
2904  * the next element on the list.
2905  */
2906 static __inline struct worklist *
2907 markernext(struct worklist *marker)
2908 {
2909         struct worklist *next;
2910
2911         next = LIST_NEXT(marker, wk_list);
2912         LIST_REMOVE(marker, wk_list);
2913         return next;
2914 }
2915
2916 /*
2917  * checkread, checkwrite
2918  *
2919  * bioops callback - hold io_token
2920  */
2921 static  int
2922 softdep_checkread(struct buf *bp)
2923 {
2924         /* nothing to do, mp lock not needed */
2925         return(0);
2926 }
2927
2928 /*
2929  * bioops callback - hold io_token
2930  */
2931 static  int
2932 softdep_checkwrite(struct buf *bp)
2933 {
2934         /* nothing to do, mp lock not needed */
2935         return(0);
2936 }
2937
2938 /*
2939  * Disk writes.
2940  * 
2941  * The dependency structures constructed above are most actively used when file
2942  * system blocks are written to disk.  No constraints are placed on when a
2943  * block can be written, but unsatisfied update dependencies are made safe by
2944  * modifying (or replacing) the source memory for the duration of the disk
2945  * write.  When the disk write completes, the memory block is again brought
2946  * up-to-date.
2947  *
2948  * In-core inode structure reclamation.
2949  * 
2950  * Because there are a finite number of "in-core" inode structures, they are
2951  * reused regularly.  By transferring all inode-related dependencies to the
2952  * in-memory inode block and indexing them separately (via "inodedep"s), we
2953  * can allow "in-core" inode structures to be reused at any time and avoid
2954  * any increase in contention.
2955  *
2956  * Called just before entering the device driver to initiate a new disk I/O.
2957  * The buffer must be locked, thus, no I/O completion operations can occur
2958  * while we are manipulating its associated dependencies.
2959  *
2960  * bioops callback - hold io_token
2961  *
2962  * Parameters:
2963  *      bp:     structure describing disk write to occur
2964  */
2965 static void 
2966 softdep_disk_io_initiation(struct buf *bp)
2967 {
2968         struct worklist *wk;
2969         struct worklist marker;
2970         struct indirdep *indirdep;
2971
2972         /*
2973          * We only care about write operations. There should never
2974          * be dependencies for reads.
2975          */
2976         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
2977                 panic("softdep_disk_io_initiation: read");
2978
2979         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2980         marker.wk_type = D_LAST + 1;    /* Not a normal workitem */
2981         
2982         /*
2983          * Do any necessary pre-I/O processing.
2984          */
2985         for (wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep); wk; wk = markernext(&marker)) {
2986                 LIST_INSERT_AFTER(wk, &marker, wk_list);
2987
2988                 switch (wk->wk_type) {
2989                 case D_PAGEDEP:
2990                         initiate_write_filepage(WK_PAGEDEP(wk), bp);
2991                         continue;
2992
2993                 case D_INODEDEP:
2994                         initiate_write_inodeblock(WK_INODEDEP(wk), bp);
2995                         continue;
2996
2997                 case D_INDIRDEP:
2998                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
2999                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY)
3000                                 panic("disk_io_initiation: indirdep gone");
3001                         /*
3002                          * If there are no remaining dependencies, this
3003                          * will be writing the real pointers, so the
3004                          * dependency can be freed.
3005                          */
3006                         if (LIST_FIRST(&indirdep->ir_deplisthd) == NULL) {
3007                                 indirdep->ir_savebp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
3008                                 brelse(indirdep->ir_savebp);
3009                                 /* inline expand WORKLIST_REMOVE(wk); */
3010                                 wk->wk_state &= ~ONWORKLIST;
3011                                 LIST_REMOVE(wk, wk_list);
3012                                 WORKITEM_FREE(indirdep, D_INDIRDEP);
3013                                 continue;
3014                         }
3015                         /*
3016                          * Replace up-to-date version with safe version.
3017                          */
3018                         indirdep->ir_saveddata = kmalloc(bp->b_bcount,
3019                                                          M_INDIRDEP,
3020                                                          M_SOFTDEP_FLAGS);
3021                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3022                         indirdep->ir_state &= ~ATTACHED;
3023                         indirdep->ir_state |= UNDONE;
3024                         bcopy(bp->b_data, indirdep->ir_saveddata, bp->b_bcount);
3025                         bcopy(indirdep->ir_savebp->b_data, bp->b_data,
3026                             bp->b_bcount);
3027                         FREE_LOCK(&lk);
3028                         continue;
3029
3030                 case D_MKDIR:
3031                 case D_BMSAFEMAP:
3032                 case D_ALLOCDIRECT:
3033                 case D_ALLOCINDIR:
3034                         continue;
3035
3036                 default:
3037                         panic("handle_disk_io_initiation: Unexpected type %s",
3038                             TYPENAME(wk->wk_type));
3039                         /* NOTREACHED */
3040                 }
3041         }
3042         FREE_LOCK(&lk);
3043 }
3044
3045 /*
3046  * Called from within the procedure above to deal with unsatisfied
3047  * allocation dependencies in a directory. The buffer must be locked,
3048  * thus, no I/O completion operations can occur while we are
3049  * manipulating its associated dependencies.
3050  */
3051 static void
3052 initiate_write_filepage(struct pagedep *pagedep, struct buf *bp)
3053 {
3054         struct diradd *dap;
3055         struct direct *ep;
3056         int i;
3057
3058         if (pagedep->pd_state & IOSTARTED) {
3059                 /*
3060                  * This can only happen if there is a driver that does not
3061                  * understand chaining. Here biodone will reissue the call
3062                  * to strategy for the incomplete buffers.
3063                  */
3064                 kprintf("initiate_write_filepage: already started\n");
3065                 return;
3066         }
3067         pagedep->pd_state |= IOSTARTED;
3068         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3069         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
3070                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[i], da_pdlist) {
3071                         ep = (struct direct *)
3072                             ((char *)bp->b_data + dap->da_offset);
3073                         if (ep->d_ino != dap->da_newinum) {
3074                                 panic("%s: dir inum %d != new %"PRId64,
3075                                     "initiate_write_filepage",
3076                                     ep->d_ino, dap->da_newinum);
3077                         }
3078                         if (dap->da_state & DIRCHG)
3079                                 ep->d_ino = dap->da_previous->dm_oldinum;
3080                         else
3081                                 ep->d_ino = 0;
3082                         dap->da_state &= ~ATTACHED;
3083                         dap->da_state |= UNDONE;
3084                 }
3085         }
3086         FREE_LOCK(&lk);
3087 }
3088
3089 /*
3090  * Called from within the procedure above to deal with unsatisfied
3091  * allocation dependencies in an inodeblock. The buffer must be
3092  * locked, thus, no I/O completion operations can occur while we
3093  * are manipulating its associated dependencies.
3094  *
3095  * Parameters:
3096  *      bp:     The inode block
3097  */
3098 static void 
3099 initiate_write_inodeblock(struct inodedep *inodedep, struct buf *bp)
3100 {
3101         struct allocdirect *adp, *lastadp;
3102         struct ufs1_dinode *dp;
3103         struct ufs1_dinode *sip;
3104         struct fs *fs;
3105         ufs_lbn_t prevlbn = 0;
3106         int i, deplist;
3107
3108         if (inodedep->id_state & IOSTARTED)
3109                 panic("initiate_write_inodeblock: already started");
3110         inodedep->id_state |= IOSTARTED;
3111         fs = inodedep->id_fs;
3112         dp = (struct ufs1_dinode *)bp->b_data +
3113             ino_to_fsbo(fs, inodedep->id_ino);
3114         /*
3115          * If the bitmap is not yet written, then the allocated
3116          * inode cannot be written to disk.
3117          */
3118         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) == 0) {
3119                 if (inodedep->id_savedino != NULL)
3120                         panic("initiate_write_inodeblock: already doing I/O");
3121                 sip = kmalloc(sizeof(struct ufs1_dinode), M_INODEDEP,
3122                               M_SOFTDEP_FLAGS);
3123                 inodedep->id_savedino = sip;
3124                 *inodedep->id_savedino = *dp;
3125                 bzero((caddr_t)dp, sizeof(struct ufs1_dinode));
3126                 dp->di_gen = inodedep->id_savedino->di_gen;
3127                 return;
3128         }
3129         /*
3130          * If no dependencies, then there is nothing to roll back.
3131          */
3132         inodedep->id_savedsize = dp->di_size;
3133         if (TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) == NULL)
3134                 return;
3135         /*
3136          * Set the dependencies to busy.
3137          */
3138         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3139         for (deplist = 0, adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp;
3140              adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next)) {
3141 #ifdef DIAGNOSTIC
3142                 if (deplist != 0 && prevlbn >= adp->ad_lbn) {
3143                         panic("softdep_write_inodeblock: lbn order");
3144                 }
3145                 prevlbn = adp->ad_lbn;
3146                 if (adp->ad_lbn < NDADDR &&
3147                     dp->di_db[adp->ad_lbn] != adp->ad_newblkno) {
3148                         panic("%s: direct pointer #%ld mismatch %d != %d",
3149                             "softdep_write_inodeblock", adp->ad_lbn,
3150                             dp->di_db[adp->ad_lbn], adp->ad_newblkno);
3151                 }
3152                 if (adp->ad_lbn >= NDADDR &&
3153                     dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] != adp->ad_newblkno) {
3154                         panic("%s: indirect pointer #%ld mismatch %d != %d",
3155                             "softdep_write_inodeblock", adp->ad_lbn - NDADDR,
3156                             dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR], adp->ad_newblkno);
3157                 }
3158                 deplist |= 1 << adp->ad_lbn;
3159                 if ((adp->ad_state & ATTACHED) == 0) {
3160                         panic("softdep_write_inodeblock: Unknown state 0x%x",
3161                             adp->ad_state);
3162                 }
3163 #endif /* DIAGNOSTIC */
3164                 adp->ad_state &= ~ATTACHED;
3165                 adp->ad_state |= UNDONE;
3166         }
3167         /*
3168          * The on-disk inode cannot claim to be any larger than the last
3169          * fragment that has been written. Otherwise, the on-disk inode
3170          * might have fragments that were not the last block in the file
3171          * which would corrupt the filesystem.
3172          */
3173         for (lastadp = NULL, adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp;
3174              lastadp = adp, adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next)) {
3175                 if (adp->ad_lbn >= NDADDR)
3176                         break;
3177                 dp->di_db[adp->ad_lbn] = adp->ad_oldblkno;
3178                 /* keep going until hitting a rollback to a frag */
3179                 if (adp->ad_oldsize == 0 || adp->ad_oldsize == fs->fs_bsize)
3180                         continue;
3181                 dp->di_size = fs->fs_bsize * adp->ad_lbn + adp->ad_oldsize;
3182                 for (i = adp->ad_lbn + 1; i < NDADDR; i++) {
3183 #ifdef DIAGNOSTIC
3184                         if (dp->di_db[i] != 0 && (deplist & (1 << i)) == 0) {
3185                                 panic("softdep_write_inodeblock: lost dep1");
3186                         }
3187 #endif /* DIAGNOSTIC */
3188                         dp->di_db[i] = 0;
3189                 }
3190                 for (i = 0; i < NIADDR; i++) {
3191 #ifdef DIAGNOSTIC
3192                         if (dp->di_ib[i] != 0 &&
3193                             (deplist & ((1 << NDADDR) << i)) == 0) {
3194                                 panic("softdep_write_inodeblock: lost dep2");
3195                         }
3196 #endif /* DIAGNOSTIC */
3197                         dp->di_ib[i] = 0;
3198                 }
3199                 FREE_LOCK(&lk);
3200                 return;
3201         }
3202         /*
3203          * If we have zero'ed out the last allocated block of the file,
3204          * roll back the size to the last currently allocated block.
3205          * We know that this last allocated block is a full-sized as
3206          * we already checked for fragments in the loop above.
3207          */
3208         if (lastadp != NULL &&
3209             dp->di_size <= (lastadp->ad_lbn + 1) * fs->fs_bsize) {
3210                 for (i = lastadp->ad_lbn; i >= 0; i--)
3211                         if (dp->di_db[i] != 0)
3212                                 break;
3213                 dp->di_size = (i + 1) * fs->fs_bsize;
3214         }
3215         /*
3216          * The only dependencies are for indirect blocks.
3217          *
3218          * The file size for indirect block additions is not guaranteed.
3219          * Such a guarantee would be non-trivial to achieve. The conventional
3220          * synchronous write implementation also does not make this guarantee.
3221          * Fsck should catch and fix discrepancies. Arguably, the file size
3222          * can be over-estimated without destroying integrity when the file
3223          * moves into the indirect blocks (i.e., is large). If we want to
3224          * postpone fsck, we are stuck with this argument.
3225          */
3226         for (; adp; adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next))
3227                 dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] = 0;
3228         FREE_LOCK(&lk);
3229 }
3230
3231 /*
3232  * This routine is called during the completion interrupt
3233  * service routine for a disk write (from the procedure called
3234  * by the device driver to inform the filesystem caches of
3235  * a request completion).  It should be called early in this
3236  * procedure, before the block is made available to other
3237  * processes or other routines are called.
3238  *
3239  * bioops callback - hold io_token
3240  *
3241  * Parameters:
3242  *      bp:     describes the completed disk write
3243  */
3244 static void 
3245 softdep_disk_write_complete(struct buf *bp)
3246 {
3247         struct worklist *wk;
3248         struct workhead reattach;
3249         struct newblk *newblk;
3250         struct allocindir *aip;
3251         struct allocdirect *adp;
3252         struct indirdep *indirdep;
3253         struct inodedep *inodedep;
3254         struct bmsafemap *bmsafemap;
3255
3256         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3257
3258         LIST_INIT(&reattach);
3259         while ((wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
3260                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3261                 switch (wk->wk_type) {
3262
3263                 case D_PAGEDEP:
3264                         if (handle_written_filepage(WK_PAGEDEP(wk), bp))
3265                                 WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3266                         continue;
3267
3268                 case D_INODEDEP:
3269                         if (handle_written_inodeblock(WK_INODEDEP(wk), bp))
3270                                 WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3271                         continue;
3272
3273                 case D_BMSAFEMAP:
3274                         bmsafemap = WK_BMSAFEMAP(wk);
3275                         while ((newblk = LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_newblkhd))) {
3276                                 newblk->nb_state |= DEPCOMPLETE;
3277                                 newblk->nb_bmsafemap = NULL;
3278                                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
3279                         }
3280                         while ((adp =
3281                            LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_allocdirecthd))) {
3282                                 adp->ad_state |= DEPCOMPLETE;
3283                                 adp->ad_buf = NULL;
3284                                 LIST_REMOVE(adp, ad_deps);
3285                                 handle_allocdirect_partdone(adp);
3286                         }
3287                         while ((aip =
3288                             LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_allocindirhd))) {
3289                                 aip->ai_state |= DEPCOMPLETE;
3290                                 aip->ai_buf = NULL;
3291                                 LIST_REMOVE(aip, ai_deps);
3292                                 handle_allocindir_partdone(aip);
3293                         }
3294                         while ((inodedep =
3295                              LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_inodedephd)) != NULL) {
3296                                 inodedep->id_state |= DEPCOMPLETE;
3297                                 LIST_REMOVE(inodedep, id_deps);
3298                                 inodedep->id_buf = NULL;
3299                         }
3300                         WORKITEM_FREE(bmsafemap, D_BMSAFEMAP);
3301                         continue;
3302
3303                 case D_MKDIR:
3304                         handle_written_mkdir(WK_MKDIR(wk), MKDIR_BODY);
3305                         continue;
3306
3307                 case D_ALLOCDIRECT:
3308                         adp = WK_ALLOCDIRECT(wk);
3309                         adp->ad_state |= COMPLETE;
3310                         handle_allocdirect_partdone(adp);
3311                         continue;
3312
3313                 case D_ALLOCINDIR:
3314                         aip = WK_ALLOCINDIR(wk);
3315                         aip->ai_state |= COMPLETE;
3316                         handle_allocindir_partdone(aip);
3317                         continue;
3318
3319                 case D_INDIRDEP:
3320                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
3321                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) {
3322                                 panic("disk_write_complete: indirdep gone");
3323                         }
3324                         bcopy(indirdep->ir_saveddata, bp->b_data, bp->b_bcount);
3325                         kfree(indirdep->ir_saveddata, M_INDIRDEP);
3326                         indirdep->ir_saveddata = 0;
3327                         indirdep->ir_state &= ~UNDONE;
3328                         indirdep->ir_state |= ATTACHED;
3329                         while ((aip = LIST_FIRST(&indirdep->ir_donehd)) != NULL) {
3330                                 handle_allocindir_partdone(aip);
3331                                 if (aip == LIST_FIRST(&indirdep->ir_donehd)) {
3332                                         panic("disk_write_complete: not gone");
3333                                 }
3334                         }
3335                         WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3336                         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3337                                 stat_indir_blk_ptrs++;
3338                         bdirty(bp);
3339                         continue;
3340
3341                 default:
3342                         panic("handle_disk_write_complete: Unknown type %s",
3343                             TYPENAME(wk->wk_type));
3344                         /* NOTREACHED */
3345                 }
3346         }
3347         /*
3348          * Reattach any requests that must be redone.
3349          */
3350         while ((wk = LIST_FIRST(&reattach)) != NULL) {
3351                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3352                 WORKLIST_INSERT_BP(bp, wk);
3353         }
3354
3355         FREE_LOCK(&lk);
3356 }
3357
3358 /*
3359  * Called from within softdep_disk_write_complete above. Note that
3360  * this routine is always called from interrupt level with further
3361  * splbio interrupts blocked.
3362  *
3363  * Parameters:
3364  *      adp:    the completed allocdirect
3365  */
3366 static void 
3367 handle_allocdirect_partdone(struct allocdirect *adp)
3368 {
3369         struct allocdirect *listadp;
3370         struct inodedep *inodedep;
3371         long bsize;
3372
3373         if ((adp->ad_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3374                 return;
3375         if (adp->ad_buf != NULL) 
3376                 panic("handle_allocdirect_partdone: dangling dep");
3377         
3378         /*
3379          * The on-disk inode cannot claim to be any larger than the last
3380          * fragment that has been written. Otherwise, the on-disk inode
3381          * might have fragments that were not the last block in the file
3382          * which would corrupt the filesystem. Thus, we cannot free any
3383          * allocdirects after one whose ad_oldblkno claims a fragment as
3384          * these blocks must be rolled back to zero before writing the inode.
3385          * We check the currently active set of allocdirects in id_inoupdt.
3386          */
3387         inodedep = adp->ad_inodedep;
3388         bsize = inodedep->id_fs->fs_bsize;
3389         TAILQ_FOREACH(listadp, &inodedep->id_inoupdt, ad_next) {
3390                 /* found our block */
3391                 if (listadp == adp)
3392                         break;
3393                 /* continue if ad_oldlbn is not a fragment */
3394                 if (listadp->ad_oldsize == 0 ||
3395                     listadp->ad_oldsize == bsize)
3396                         continue;
3397                 /* hit a fragment */
3398                 return;
3399         }
3400         /*
3401          * If we have reached the end of the current list without
3402          * finding the just finished dependency, then it must be
3403          * on the future dependency list. Future dependencies cannot
3404          * be freed until they are moved to the current list.
3405          */
3406         if (listadp == NULL) {
3407 #ifdef DEBUG
3408                 TAILQ_FOREACH(listadp, &inodedep->id_newinoupdt, ad_next)
3409                         /* found our block */
3410                         if (listadp == adp)
3411                                 break;
3412                 if (listadp == NULL) 
3413                         panic("handle_allocdirect_partdone: lost dep");
3414 #endif /* DEBUG */
3415                 return;
3416         }
3417         /*
3418          * If we have found the just finished dependency, then free
3419          * it along with anything that follows it that is complete.
3420          */
3421         for (; adp; adp = listadp) {
3422                 listadp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next);
3423                 if ((adp->ad_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3424                         return;
3425                 free_allocdirect(&inodedep->id_inoupdt, adp, 1);
3426         }
3427 }
3428
3429 /*
3430  * Called from within softdep_disk_write_complete above. Note that
3431  * this routine is always called from interrupt level with further
3432  * splbio interrupts blocked.
3433  *
3434  * Parameters:
3435  *      aip:    the completed allocindir
3436  */
3437 static void
3438 handle_allocindir_partdone(struct allocindir *aip)
3439 {
3440         struct indirdep *indirdep;
3441
3442         if ((aip->ai_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3443                 return;
3444         if (aip->ai_buf != NULL) 
3445                 panic("handle_allocindir_partdone: dangling dependency");
3446         
3447         indirdep = aip->ai_indirdep;
3448         if (indirdep->ir_state & UNDONE) {
3449                 LIST_REMOVE(aip, ai_next);
3450                 LIST_INSERT_HEAD(&indirdep->ir_donehd, aip, ai_next);
3451                 return;
3452         }
3453         ((ufs_daddr_t *)indirdep->ir_savebp->b_data)[aip->ai_offset] =
3454             aip->ai_newblkno;
3455         LIST_REMOVE(aip, ai_next);
3456         if (aip->ai_freefrag != NULL)
3457                 add_to_worklist(&aip->ai_freefrag->ff_list);
3458         WORKITEM_FREE(aip, D_ALLOCINDIR);
3459 }
3460
3461 /*
3462  * Called from within softdep_disk_write_complete above to restore
3463  * in-memory inode block contents to their most up-to-date state. Note
3464  * that this routine is always called from interrupt level with further
3465  * splbio interrupts blocked.
3466  *
3467  * Parameters:
3468  *      bp:     buffer containing the inode block
3469  */
3470 static int 
3471 handle_written_inodeblock(struct inodedep *inodedep, struct buf *bp)
3472 {
3473         struct worklist *wk, *filefree;
3474         struct allocdirect *adp, *nextadp;
3475         struct ufs1_dinode *dp;
3476         int hadchanges;
3477
3478         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) == 0) 
3479                 panic("handle_written_inodeblock: not started");
3480         
3481         inodedep->id_state &= ~IOSTARTED;
3482         dp = (struct ufs1_dinode *)bp->b_data +
3483             ino_to_fsbo(inodedep->id_fs, inodedep->id_ino);
3484         /*
3485          * If we had to rollback the inode allocation because of
3486          * bitmaps being incomplete, then simply restore it.
3487          * Keep the block dirty so that it will not be reclaimed until
3488          * all associated dependencies have been cleared and the
3489          * corresponding updates written to disk.
3490          */
3491         if (inodedep->id_savedino != NULL) {
3492                 *dp = *inodedep->id_savedino;
3493                 kfree(inodedep->id_savedino, M_INODEDEP);
3494                 inodedep->id_savedino = NULL;
3495                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3496                         stat_inode_bitmap++;
3497                 bdirty(bp);
3498                 return (1);
3499         }
3500         inodedep->id_state |= COMPLETE;
3501         /*
3502          * Roll forward anything that had to be rolled back before 
3503          * the inode could be updated.
3504          */
3505         hadchanges = 0;
3506         for (adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp; adp = nextadp) {
3507                 nextadp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next);
3508                 if (adp->ad_state & ATTACHED) 
3509                         panic("handle_written_inodeblock: new entry");
3510                 
3511                 if (adp->ad_lbn < NDADDR) {
3512                         if (dp->di_db[adp->ad_lbn] != adp->ad_oldblkno) {
3513                                 panic("%s: %s #%ld mismatch %d != %d",
3514                                     "handle_written_inodeblock",
3515                                     "direct pointer", adp->ad_lbn,
3516                                     dp->di_db[adp->ad_lbn], adp->ad_oldblkno);
3517                         }
3518                         dp->di_db[adp->ad_lbn] = adp->ad_newblkno;
3519                 } else {
3520                         if (dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] != 0) {
3521                                 panic("%s: %s #%ld allocated as %d",
3522                                     "handle_written_inodeblock",
3523                                     "indirect pointer", adp->ad_lbn - NDADDR,
3524                                     dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR]);
3525                         }
3526                         dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] = adp->ad_newblkno;
3527                 }
3528                 adp->ad_state &= ~UNDONE;
3529                 adp->ad_state |= ATTACHED;
3530                 hadchanges = 1;
3531         }
3532         if (hadchanges && (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3533                 stat_direct_blk_ptrs++;
3534         /*
3535          * Reset the file size to its most up-to-date value.
3536          */
3537         if (inodedep->id_savedsize == -1) {
3538                 panic("handle_written_inodeblock: bad size");
3539         }
3540         if (dp->di_size != inodedep->id_savedsize) {
3541                 dp->di_size = inodedep->id_savedsize;
3542                 hadchanges = 1;
3543         }
3544         inodedep->id_savedsize = -1;
3545         /*
3546          * If there were any rollbacks in the inode block, then it must be
3547          * marked dirty so that its will eventually get written back in
3548          * its correct form.
3549          */
3550         if (hadchanges)
3551                 bdirty(bp);
3552         /*
3553          * Process any allocdirects that completed during the update.
3554          */
3555         if ((adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt)) != NULL)
3556                 handle_allocdirect_partdone(adp);
3557         /*
3558          * Process deallocations that were held pending until the
3559          * inode had been written to disk. Freeing of the inode
3560          * is delayed until after all blocks have been freed to
3561          * avoid creation of new <vfsid, inum, lbn> triples
3562          * before the old ones have been deleted.
3563          */
3564         filefree = NULL;
3565         while ((wk = LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait)) != NULL) {
3566                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3567                 switch (wk->wk_type) {
3568
3569                 case D_FREEFILE:
3570                         /*
3571                          * We defer adding filefree to the worklist until
3572                          * all other additions have been made to ensure
3573                          * that it will be done after all the old blocks
3574                          * have been freed.
3575                          */
3576                         if (filefree != NULL) {
3577                                 panic("handle_written_inodeblock: filefree");
3578                         }
3579                         filefree = wk;
3580                         continue;
3581
3582                 case D_MKDIR:
3583                         handle_written_mkdir(WK_MKDIR(wk), MKDIR_PARENT);
3584                         continue;
3585
3586                 case D_DIRADD:
3587                         diradd_inode_written(WK_DIRADD(wk), inodedep);
3588                         continue;
3589
3590                 case D_FREEBLKS:
3591                         wk->wk_state |= COMPLETE;
3592                         if ((wk->wk_state  & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3593                                 continue;
3594                         /* -- fall through -- */
3595                 case D_FREEFRAG:
3596                 case D_DIRREM:
3597                         add_to_worklist(wk);
3598                         continue;
3599
3600                 default:
3601                         panic("handle_written_inodeblock: Unknown type %s",
3602                             TYPENAME(wk->wk_type));
3603                         /* NOTREACHED */
3604                 }
3605         }
3606         if (filefree != NULL) {
3607                 if (free_inodedep(inodedep) == 0) {
3608                         panic("handle_written_inodeblock: live inodedep");
3609                 }
3610                 add_to_worklist(filefree);
3611                 return (0);
3612         }
3613
3614         /*
3615          * If no outstanding dependencies, free it.
3616          */
3617         if (free_inodedep(inodedep) || TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) == 0)
3618                 return (0);
3619         return (hadchanges);
3620 }
3621
3622 /*
3623  * Process a diradd entry after its dependent inode has been written.
3624  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
3625  */
3626 static void
3627 diradd_inode_written(struct diradd *dap, struct inodedep *inodedep)
3628 {
3629         struct pagedep *pagedep;
3630
3631         dap->da_state |= COMPLETE;
3632         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3633                 if (dap->da_state & DIRCHG)
3634                         pagedep = dap->da_previous->dm_pagedep;
3635                 else
3636                         pagedep = dap->da_pagedep;
3637                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3638                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
3639         }
3640         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_pendinghd, &dap->da_list);
3641 }
3642
3643 /*
3644  * Handle the completion of a mkdir dependency.
3645  */
3646 static void
3647 handle_written_mkdir(struct mkdir *mkdir, int type)
3648 {
3649         struct diradd *dap;
3650         struct pagedep *pagedep;
3651
3652         if (mkdir->md_state != type) {
3653                 panic("handle_written_mkdir: bad type");
3654         }
3655         dap = mkdir->md_diradd;
3656         dap->da_state &= ~type;
3657         if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) == 0)
3658                 dap->da_state |= DEPCOMPLETE;
3659         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3660                 if (dap->da_state & DIRCHG)
3661                         pagedep = dap->da_previous->dm_pagedep;
3662                 else
3663                         pagedep = dap->da_pagedep;
3664                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3665                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
3666         }
3667         LIST_REMOVE(mkdir, md_mkdirs);
3668         WORKITEM_FREE(mkdir, D_MKDIR);
3669 }
3670
3671 /*
3672  * Called from within softdep_disk_write_complete above.
3673  * A write operation was just completed. Removed inodes can
3674  * now be freed and associated block pointers may be committed.
3675  * Note that this routine is always called from interrupt level
3676  * with further splbio interrupts blocked.
3677  *
3678  * Parameters:
3679  *      bp:     buffer containing the written page
3680  */
3681 static int 
3682 handle_written_filepage(struct pagedep *pagedep, struct buf *bp)
3683 {
3684         struct dirrem *dirrem;
3685         struct diradd *dap, *nextdap;
3686         struct direct *ep;
3687         int i, chgs;
3688
3689         if ((pagedep->pd_state & IOSTARTED) == 0) {
3690                 panic("handle_written_filepage: not started");
3691         }
3692         pagedep->pd_state &= ~IOSTARTED;
3693         /*
3694          * Process any directory removals that have been committed.
3695          */
3696         while ((dirrem = LIST_FIRST(&pagedep->pd_dirremhd)) != NULL) {
3697                 LIST_REMOVE(dirrem, dm_next);
3698                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
3699                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
3700         }
3701         /*
3702          * Free any directory additions that have been committed.
3703          */
3704         while ((dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd)) != NULL)
3705                 free_diradd(dap);
3706         /*
3707          * Uncommitted directory entries must be restored.
3708          */
3709         for (chgs = 0, i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
3710                 for (dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i]); dap;
3711                      dap = nextdap) {
3712                         nextdap = LIST_NEXT(dap, da_pdlist);
3713                         if (dap->da_state & ATTACHED) {
3714                                 panic("handle_written_filepage: attached");
3715                         }
3716                         ep = (struct direct *)
3717                             ((char *)bp->b_data + dap->da_offset);
3718                         ep->d_ino = dap->da_newinum;
3719                         dap->da_state &= ~UNDONE;
3720                         dap->da_state |= ATTACHED;
3721                         chgs = 1;
3722                         /*
3723                          * If the inode referenced by the directory has
3724                          * been written out, then the dependency can be
3725                          * moved to the pending list.
3726                          */
3727                         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3728                                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3729                                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap,
3730                                     da_pdlist);
3731                         }
3732                 }
3733         }
3734         /*
3735          * If there were any rollbacks in the directory, then it must be
3736          * marked dirty so that its will eventually get written back in
3737          * its correct form.
3738          */
3739         if (chgs) {
3740                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3741                         stat_dir_entry++;
3742                 bdirty(bp);
3743         }
3744         /*
3745          * If no dependencies remain, the pagedep will be freed.
3746          * Otherwise it will remain to update the page before it
3747          * is written back to disk.
3748          */
3749         if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd) == 0) {
3750                 for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
3751                         if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i]) != NULL)
3752                                 break;
3753                 if (i == DAHASHSZ) {
3754                         LIST_REMOVE(pagedep, pd_hash);
3755                         WORKITEM_FREE(pagedep, D_PAGEDEP);
3756                         return (0);
3757                 }
3758         }
3759         return (1);
3760 }
3761
3762 /*
3763  * Writing back in-core inode structures.
3764  * 
3765  * The filesystem only accesses an inode's contents when it occupies an
3766  * "in-core" inode structure.  These "in-core" structures are separate from
3767  * the page frames used to cache inode blocks.  Only the latter are
3768  * transferred to/from the disk.  So, when the updated contents of the
3769  * "in-core" inode structure are copied to the corresponding in-memory inode
3770  * block, the dependencies are also transferred.  The following procedure is
3771  * called when copying a dirty "in-core" inode to a cached inode block.
3772  */
3773
3774 /*
3775  * Called when an inode is loaded from disk. If the effective link count
3776  * differed from the actual link count when it was last flushed, then we
3777  * need to ensure that the correct effective link count is put back.
3778  *
3779  * Parameters:
3780  *      ip:     the "in_core" copy of the inode
3781  */
3782 void 
3783 softdep_load_inodeblock(struct inode *ip)
3784 {
3785         struct inodedep *inodedep;
3786
3787         /*
3788          * Check for alternate nlink count.
3789          */
3790         ip->i_effnlink = ip->i_nlink;
3791         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3792         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, 0, &inodedep) == 0) {
3793                 FREE_LOCK(&lk);
3794                 return;
3795         }
3796         ip->i_effnlink -= inodedep->id_nlinkdelta;
3797         FREE_LOCK(&lk);
3798 }
3799
3800 /*
3801  * This routine is called just before the "in-core" inode
3802  * information is to be copied to the in-memory inode block.
3803  * Recall that an inode block contains several inodes. If
3804  * the force flag is set, then the dependencies will be
3805  * cleared so that the update can always be made. Note that
3806  * the buffer is locked when this routine is called, so we
3807  * will never be in the middle of writing the inode block 
3808  * to disk.
3809  *
3810  * Parameters:
3811  *      ip:             the "in_core" copy of the inode
3812  *      bp:             the buffer containing the inode block
3813  *      waitfor:        nonzero => update must be allowed
3814  */
3815 void 
3816 softdep_update_inodeblock(struct inode *ip, struct buf *bp,
3817                           int waitfor)
3818 {
3819         struct inodedep *inodedep;
3820         struct worklist *wk;
3821         struct buf *ibp;
3822         int error, gotit;
3823
3824         /*
3825          * If the effective link count is not equal to the actual link
3826          * count, then we must track the difference in an inodedep while
3827          * the inode is (potentially) tossed out of the cache. Otherwise,
3828          * if there is no existing inodedep, then there are no dependencies
3829          * to track.
3830          */
3831         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3832         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, 0, &inodedep) == 0) {
3833                 FREE_LOCK(&lk);
3834                 if (ip->i_effnlink != ip->i_nlink)
3835                         panic("softdep_update_inodeblock: bad link count");
3836                 return;
3837         }
3838         if (inodedep->id_nlinkdelta != ip->i_nlink - ip->i_effnlink) {
3839                 panic("softdep_update_inodeblock: bad delta");
3840         }
3841         /*
3842          * Changes have been initiated. Anything depending on these
3843          * changes cannot occur until this inode has been written.
3844          */
3845         inodedep->id_state &= ~COMPLETE;
3846         if ((inodedep->id_state & ONWORKLIST) == 0)
3847                 WORKLIST_INSERT_BP(bp, &inodedep->id_list);
3848         /*
3849          * Any new dependencies associated with the incore inode must 
3850          * now be moved to the list associated with the buffer holding
3851          * the in-memory copy of the inode. Once merged process any
3852          * allocdirects that are completed by the merger.
3853          */
3854         merge_inode_lists(inodedep);
3855         if (TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL)
3856                 handle_allocdirect_partdone(TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt));
3857         /*
3858          * Now that the inode has been pushed into the buffer, the
3859          * operations dependent on the inode being written to disk
3860          * can be moved to the id_bufwait so that they will be
3861          * processed when the buffer I/O completes.
3862          */
3863         while ((wk = LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait)) != NULL) {
3864                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3865                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, wk);
3866         }
3867         /*
3868          * Newly allocated inodes cannot be written until the bitmap
3869          * that allocates them have been written (indicated by
3870          * DEPCOMPLETE being set in id_state). If we are doing a
3871          * forced sync (e.g., an fsync on a file), we force the bitmap
3872          * to be written so that the update can be done.
3873          */
3874         if (waitfor == 0) {
3875                 FREE_LOCK(&lk);
3876                 return;
3877         }
3878 retry:
3879         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) != 0) {
3880                 FREE_LOCK(&lk);
3881                 return;
3882         }
3883         gotit = getdirtybuf(&inodedep->id_buf, MNT_WAIT);
3884         if (gotit == 0) {
3885                 if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, 0, &inodedep) != 0)
3886                         goto retry;
3887                 FREE_LOCK(&lk);
3888                 return;
3889         }
3890         ibp = inodedep->id_buf;
3891         FREE_LOCK(&lk);
3892         if ((error = bwrite(ibp)) != 0)
3893                 softdep_error("softdep_update_inodeblock: bwrite", error);
3894 }
3895
3896 /*
3897  * Merge the new inode dependency list (id_newinoupdt) into the old
3898  * inode dependency list (id_inoupdt). This routine must be called
3899  * with splbio interrupts blocked.
3900  */
3901 static void
3902 merge_inode_lists(struct inodedep *inodedep)
3903 {
3904         struct allocdirect *listadp, *newadp;
3905
3906         newadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt);
3907         for (listadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); listadp && newadp;) {
3908                 if (listadp->ad_lbn < newadp->ad_lbn) {
3909                         listadp = TAILQ_NEXT(listadp, ad_next);
3910                         continue;
3911                 }
3912                 TAILQ_REMOVE(&inodedep->id_newinoupdt, newadp, ad_next);
3913                 TAILQ_INSERT_BEFORE(listadp, newadp, ad_next);
3914                 if (listadp->ad_lbn == newadp->ad_lbn) {
3915                         allocdirect_merge(&inodedep->id_inoupdt, newadp,
3916                             listadp);
3917                         listadp = newadp;
3918                 }
3919                 newadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt);
3920         }
3921         while ((newadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt)) != NULL) {
3922                 TAILQ_REMOVE(&inodedep->id_newinoupdt, newadp, ad_next);
3923                 TAILQ_INSERT_TAIL(&inodedep->id_inoupdt, newadp, ad_next);
3924         }
3925 }
3926
3927 /*
3928  * If we are doing an fsync, then we must ensure that any directory
3929  * entries for the inode have been written after the inode gets to disk.
3930  *
3931  * bioops callback - hold io_token
3932  *
3933  * Parameters:
3934  *      vp:     the "in_core" copy of the inode
3935  */
3936 static int
3937 softdep_fsync(struct vnode *vp)
3938 {
3939         struct inodedep *inodedep;
3940         struct pagedep *pagedep;
3941         struct worklist *wk;
3942         struct diradd *dap;
3943         struct mount *mnt;
3944         struct vnode *pvp;
3945         struct inode *ip;
3946         struct buf *bp;
3947         struct fs *fs;
3948         int error, flushparent;
3949         ino_t parentino;
3950     &nbs