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  void pause_timer(void *);
 193 static  int request_cleanup(int, int);
 194 static  int process_worklist_item(struct mount *, int);
 195 static  void add_to_worklist(struct worklist *);
 196
 197 /*
 198  * Exported softdep operations.
 199  */
 200 static  void softdep_disk_io_initiation(struct buf *);
 201 static  void softdep_disk_write_complete(struct buf *);
 202 static  void softdep_deallocate_dependencies(struct buf *);
 203 static  int softdep_fsync(struct vnode *);
 204 static  int softdep_process_worklist(struct mount *);
 205 static  void softdep_move_dependencies(struct buf *, struct buf *);
 206 static  int softdep_count_dependencies(struct buf *bp, int);
 207 static  int softdep_checkread(struct buf *bp);
 208 static  int softdep_checkwrite(struct buf *bp);
 209
 210 static struct bio_ops softdep_bioops = {
 211         .io_start = softdep_disk_io_initiation,
 212         .io_complete = softdep_disk_write_complete,
 213         .io_deallocate = softdep_deallocate_dependencies,
 214         .io_fsync = softdep_fsync,
 215         .io_sync = softdep_process_worklist,
 216         .io_movedeps = softdep_move_dependencies,
 217         .io_countdeps = softdep_count_dependencies,
 218         .io_checkread = softdep_checkread,
 219         .io_checkwrite = softdep_checkwrite
 220 };
 221
 222 /*
 223  * Locking primitives.
 224  */
 225 static  void acquire_lock(struct lock *);
 226 static  void free_lock(struct lock *);
 227 #ifdef INVARIANTS
 228 static  int lock_held(struct lock *);
 229 #endif
 230 static  int interlocked_sleep(struct lock *, void *, int,
 231             const char *, int);
 232
 233 static struct lock lk;
 234
 235 #define ACQUIRE_LOCK(lkp)               acquire_lock(lkp)
 236 #define FREE_LOCK(lkp)                  free_lock(lkp)
 237
 238 static void
 239 acquire_lock(struct lock *lkp)
 240 {
 241         lockmgr(lkp, LK_EXCLUSIVE);
 242 }
 243
 244 static void
 245 free_lock(struct lock *lkp)
 246 {
 247         lockmgr(lkp, LK_RELEASE);
 248 }
 249
 250 #ifdef INVARIANTS
 251 static int
 252 lock_held(struct lock *lkp)
 253 {
 254         return lockcountnb(lkp);
 255 }
 256 #endif
 257
 258 static int
 259 interlocked_sleep(struct lock *lkp, void *ident, int flags,
 260                   const char *wmesg, int timo)
 261 {
 262         int retval;
 263
 264         KKASSERT(lock_held(lkp) > 0);
 265         retval = lksleep(ident, lkp, flags, wmesg, timo);
 266         return (retval);
 267 }
 268
 269 /*
 270  * Place holder for real semaphores.
 271  */
 272 struct sema {
 273         int     value;
 274         thread_t holder;
 275         char    *name;
 276         int     prio;
 277         int     timo;
 278 };
 279 static  void sema_init(struct sema *, char *, int, int);
 280 static  int sema_get(struct sema *, struct lock *);
 281 static  void sema_release(struct sema *);
 282
 283 #define NOHOLDER        ((struct thread *) -1)
 284
 285 static void
 286 sema_init(struct sema *semap, char *name, int prio, int timo)
 287 {
 288
 289         semap->holder = NOHOLDER;
 290         semap->value = 0;
 291         semap->name = name;
 292         semap->prio = prio;
 293         semap->timo = timo;
 294 }
 295
 296 static int
 297 sema_get(struct sema *semap, struct lock *interlock)
 298 {
 299
 300         if (semap->value++ > 0) {
 301                 if (interlock != NULL) {
 302                         interlocked_sleep(interlock, (caddr_t)semap,
 303                             semap->prio, semap->name, semap->timo);
 304                         FREE_LOCK(interlock);
 305                 } else {
 306                         tsleep((caddr_t)semap, semap->prio, semap->name,
 307                             semap->timo);
 308                 }
 309                 return (0);
 310         }
 311         semap->holder = curthread;
 312         if (interlock != NULL)
 313                 FREE_LOCK(interlock);
 314         return (1);
 315 }
 316
 317 static void
 318 sema_release(struct sema *semap)
 319 {
 320
 321         if (semap->value <= 0 || semap->holder != curthread) {
 322                 panic("sema_release: not held");
 323         }
 324         if (--semap->value > 0) {
 325                 semap->value = 0;
 326                 wakeup(semap);
 327         }
 328         semap->holder = NOHOLDER;
 329 }
 330
 331 /*
 332  * Worklist queue management.
 333  * These routines require that the lock be held.
 334  */
 335 static  void worklist_insert(struct workhead *, struct worklist *);
 336 static  void worklist_remove(struct worklist *);
 337 static  void workitem_free(struct worklist *, int);
 338
 339 #define WORKLIST_INSERT_BP(bp, item) do {       \
 340         (bp)->b_ops = &softdep_bioops;          \
 341         worklist_insert(&(bp)->b_dep, item);    \
 342 } while (0)
 343
 344 #define WORKLIST_INSERT(head, item) worklist_insert(head, item)
 345 #define WORKLIST_REMOVE(item) worklist_remove(item)
 346 #define WORKITEM_FREE(item, type) workitem_free((struct worklist *)item, type)
 347
 348 static void
 349 worklist_insert(struct workhead *head, struct worklist *item)
 350 {
 351
 352         KKASSERT(lock_held(&lk) > 0);
 353
 354         if (item->wk_state & ONWORKLIST) {
 355                 panic("worklist_insert: already on list");
 356         }
 357         item->wk_state |= ONWORKLIST;
 358         LIST_INSERT_HEAD(head, item, wk_list);
 359 }
 360
 361 static void
 362 worklist_remove(struct worklist *item)
 363 {
 364
 365         KKASSERT(lock_held(&lk));
 366         if ((item->wk_state & ONWORKLIST) == 0)
 367                 panic("worklist_remove: not on list");
 368
 369         item->wk_state &= ~ONWORKLIST;
 370         LIST_REMOVE(item, wk_list);
 371 }
 372
 373 static void
 374 workitem_free(struct worklist *item, int type)
 375 {
 376
 377         if (item->wk_state & ONWORKLIST)
 378                 panic("workitem_free: still on list");
 379         if (item->wk_type != type)
 380                 panic("workitem_free: type mismatch");
 381
 382         kfree(item, DtoM(type));
 383 }
 384
 385 /*
 386  * Workitem queue management
 387  */
 388 static struct workhead softdep_workitem_pending;
 389 static int num_on_worklist;     /* number of worklist items to be processed */
 390 static int softdep_worklist_busy; /* 1 => trying to do unmount */
 391 static int softdep_worklist_req; /* serialized waiters */
 392 static int max_softdeps;        /* maximum number of structs before slowdown */
 393 static int tickdelay = 2;       /* number of ticks to pause during slowdown */
 394 static int *stat_countp;        /* statistic to count in proc_waiting timeout */
 395 static int proc_waiting;        /* tracks whether we have a timeout posted */
 396 static struct callout handle; /* handle on posted proc_waiting timeout */
 397 static struct thread *filesys_syncer; /* proc of filesystem syncer process */
 398 static int req_clear_inodedeps; /* syncer process flush some inodedeps */
 399 #define FLUSH_INODES    1
 400 static int req_clear_remove;    /* syncer process flush some freeblks */
 401 #define FLUSH_REMOVE    2
 402 /*
 403  * runtime statistics
 404  */
 405 static int stat_worklist_push;  /* number of worklist cleanups */
 406 static int stat_blk_limit_push; /* number of times block limit neared */
 407 static int stat_ino_limit_push; /* number of times inode limit neared */
 408 static int stat_blk_limit_hit;  /* number of times block slowdown imposed */
 409 static int stat_ino_limit_hit;  /* number of times inode slowdown imposed */
 410 static int stat_sync_limit_hit; /* number of synchronous slowdowns imposed */
 411 static int stat_indir_blk_ptrs; /* bufs redirtied as indir ptrs not written */
 412 static int stat_inode_bitmap;   /* bufs redirtied as inode bitmap not written */
 413 static int stat_direct_blk_ptrs;/* bufs redirtied as direct ptrs not written */
 414 static int stat_dir_entry;      /* bufs redirtied as dir entry cannot write */
 415 #ifdef DEBUG
 416 #include <vm/vm.h>
 417 #include <sys/sysctl.h>
 418 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, max_softdeps, CTLFLAG_RW, &max_softdeps, 0,
 419     "Maximum soft dependencies before slowdown occurs");
 420 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tickdelay, CTLFLAG_RW, &tickdelay, 0,
 421     "Ticks to delay before allocating during slowdown");
 422 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, worklist_push, CTLFLAG_RW, &stat_worklist_push, 0,
 423     "Number of worklist cleanups");
 424 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, blk_limit_push, CTLFLAG_RW, &stat_blk_limit_push, 0,
 425     "Number of times block limit neared");
 426 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ino_limit_push, CTLFLAG_RW, &stat_ino_limit_push, 0,
 427     "Number of times inode limit neared");
 428 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, blk_limit_hit, CTLFLAG_RW, &stat_blk_limit_hit, 0,
 429     "Number of times block slowdown imposed");
 430 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ino_limit_hit, CTLFLAG_RW, &stat_ino_limit_hit, 0,
 431     "Number of times inode slowdown imposed ");
 432 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, sync_limit_hit, CTLFLAG_RW, &stat_sync_limit_hit, 0,
 433     "Number of synchronous slowdowns imposed");
 434 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, indir_blk_ptrs, CTLFLAG_RW, &stat_indir_blk_ptrs, 0,
 435     "Bufs redirtied as indir ptrs not written");
 436 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, inode_bitmap, CTLFLAG_RW, &stat_inode_bitmap, 0,
 437     "Bufs redirtied as inode bitmap not written");
 438 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, direct_blk_ptrs, CTLFLAG_RW, &stat_direct_blk_ptrs, 0,
 439     "Bufs redirtied as direct ptrs not written");
 440 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, dir_entry, CTLFLAG_RW, &stat_dir_entry, 0,
 441     "Bufs redirtied as dir entry cannot write");
 442 #endif /* DEBUG */
 443
 444 /*
 445  * Add an item to the end of the work queue.
 446  * This routine requires that the lock be held.
 447  * This is the only routine that adds items to the list.
 448  * The following routine is the only one that removes items
 449  * and does so in order from first to last.
 450  */
 451 static void
 452 add_to_worklist(struct worklist *wk)
 453 {
 454         static struct worklist *worklist_tail;
 455
 456         if (wk->wk_state & ONWORKLIST) {
 457                 panic("add_to_worklist: already on list");
 458         }
 459         wk->wk_state |= ONWORKLIST;
 460         if (LIST_FIRST(&softdep_workitem_pending) == NULL)
 461                 LIST_INSERT_HEAD(&softdep_workitem_pending, wk, wk_list);
 462         else
 463                 LIST_INSERT_AFTER(worklist_tail, wk, wk_list);
 464         worklist_tail = wk;
 465         num_on_worklist += 1;
 466 }
 467
 468 /*
 469  * Process that runs once per second to handle items in the background queue.
 470  *
 471  * Note that we ensure that everything is done in the order in which they
 472  * appear in the queue. The code below depends on this property to ensure
 473  * that blocks of a file are freed before the inode itself is freed. This
 474  * ordering ensures that no new <vfsid, inum, lbn> triples will be generated
 475  * until all the old ones have been purged from the dependency lists.
 476  *
 477  * bioops callback - hold io_token
 478  */
 479 static int
 480 softdep_process_worklist(struct mount *matchmnt)
 481 {
 482         thread_t td = curthread;
 483         int matchcnt, loopcount;
 484         long starttime;
 485
 486         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 487
 488         /*
 489          * Record the process identifier of our caller so that we can give
 490          * this process preferential treatment in request_cleanup below.
 491          */
 492         filesys_syncer = td;
 493         matchcnt = 0;
 494
 495         /*
 496          * There is no danger of having multiple processes run this
 497          * code, but we have to single-thread it when softdep_flushfiles()
 498          * is in operation to get an accurate count of the number of items
 499          * related to its mount point that are in the list.
 500          */
 501         if (matchmnt == NULL) {
 502                 if (softdep_worklist_busy < 0) {
 503                         matchcnt = -1;
 504                         goto done;
 505                 }
 506                 softdep_worklist_busy += 1;
 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         loopcount = 1;
 523         starttime = time_second;
 524         while (num_on_worklist > 0) {
 525                 matchcnt += process_worklist_item(matchmnt, 0);
 526
 527                 /*
 528                  * If a umount operation wants to run the worklist
 529                  * accurately, abort.
 530                  */
 531                 if (softdep_worklist_req && matchmnt == NULL) {
 532                         matchcnt = -1;
 533                         break;
 534                 }
 535
 536                 /*
 537                  * If requested, try removing inode or removal dependencies.
 538                  */
 539                 if (req_clear_inodedeps) {
 540                         clear_inodedeps(td);
 541                         req_clear_inodedeps -= 1;
 542                         wakeup_one(&proc_waiting);
 543                 }
 544                 if (req_clear_remove) {
 545                         clear_remove(td);
 546                         req_clear_remove -= 1;
 547                         wakeup_one(&proc_waiting);
 548                 }
 549                 /*
 550                  * We do not generally want to stop for buffer space, but if
 551                  * we are really being a buffer hog, we will stop and wait.
 552                  */
 553                 if (loopcount++ % 128 == 0) {
 554                         FREE_LOCK(&lk);
 555                         bwillinode(1);
 556                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 557                 }
 558
 559                 /*
 560                  * Never allow processing to run for more than one
 561                  * second. Otherwise the other syncer tasks may get
 562                  * excessively backlogged.
 563                  */
 564                 if (starttime != time_second && matchmnt == NULL) {
 565                         matchcnt = -1;
 566                         break;
 567                 }
 568         }
 569         if (matchmnt == NULL) {
 570                 --softdep_worklist_busy;
 571                 if (softdep_worklist_req && softdep_worklist_busy == 0)
 572                         wakeup(&softdep_worklist_req);
 573         }
 574 done:
 575         FREE_LOCK(&lk);
 576         return (matchcnt);
 577 }
 578
 579 /*
 580  * Process one item on the worklist.
 581  */
 582 static int
 583 process_worklist_item(struct mount *matchmnt, int flags)
 584 {
 585         struct worklist *wk;
 586         struct dirrem *dirrem;
 587         struct fs *matchfs;
 588         struct vnode *vp;
 589         int matchcnt = 0;
 590
 591         matchfs = NULL;
 592         if (matchmnt != NULL)
 593                 matchfs = VFSTOUFS(matchmnt)->um_fs;
 594
 595         /*
 596          * Normally we just process each item on the worklist in order.
 597          * However, if we are in a situation where we cannot lock any
 598          * inodes, we have to skip over any dirrem requests whose
 599          * vnodes are resident and locked.
 600          */
 601         LIST_FOREACH(wk, &softdep_workitem_pending, wk_list) {
 602                 if ((flags & LK_NOWAIT) == 0 || wk->wk_type != D_DIRREM)
 603                         break;
 604                 dirrem = WK_DIRREM(wk);
 605                 vp = ufs_ihashlookup(VFSTOUFS(dirrem->dm_mnt)->um_dev,
 606                     dirrem->dm_oldinum);
 607                 if (vp == NULL || !vn_islocked(vp))
 608                         break;
 609         }
 610         if (wk == NULL) {
 611                 return (0);
 612         }
 613         WORKLIST_REMOVE(wk);
 614         num_on_worklist -= 1;
 615         FREE_LOCK(&lk);
 616         switch (wk->wk_type) {
 617         case D_DIRREM:
 618                 /* removal of a directory entry */
 619                 if (WK_DIRREM(wk)->dm_mnt == matchmnt)
 620                         matchcnt += 1;
 621                 handle_workitem_remove(WK_DIRREM(wk));
 622                 break;
 623
 624         case D_FREEBLKS:
 625                 /* releasing blocks and/or fragments from a file */
 626                 if (WK_FREEBLKS(wk)->fb_fs == matchfs)
 627                         matchcnt += 1;
 628                 handle_workitem_freeblocks(WK_FREEBLKS(wk));
 629                 break;
 630
 631         case D_FREEFRAG:
 632                 /* releasing a fragment when replaced as a file grows */
 633                 if (WK_FREEFRAG(wk)->ff_fs == matchfs)
 634                         matchcnt += 1;
 635                 handle_workitem_freefrag(WK_FREEFRAG(wk));
 636                 break;
 637
 638         case D_FREEFILE:
 639                 /* releasing an inode when its link count drops to 0 */
 640                 if (WK_FREEFILE(wk)->fx_fs == matchfs)
 641                         matchcnt += 1;
 642                 handle_workitem_freefile(WK_FREEFILE(wk));
 643                 break;
 644
 645         default:
 646                 panic("%s_process_worklist: Unknown type %s",
 647                     "softdep", TYPENAME(wk->wk_type));
 648                 /* NOTREACHED */
 649         }
 650         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 651         return (matchcnt);
 652 }
 653
 654 /*
 655  * Move dependencies from one buffer to another.
 656  *
 657  * bioops callback - hold io_token
 658  */
 659 static void
 660 softdep_move_dependencies(struct buf *oldbp, struct buf *newbp)
 661 {
 662         struct worklist *wk, *wktail;
 663
 664         if (LIST_FIRST(&newbp->b_dep) != NULL)
 665                 panic("softdep_move_dependencies: need merge code");
 666         wktail = NULL;
 667         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 668         while ((wk = LIST_FIRST(&oldbp->b_dep)) != NULL) {
 669                 LIST_REMOVE(wk, wk_list);
 670                 if (wktail == NULL)
 671                         LIST_INSERT_HEAD(&newbp->b_dep, wk, wk_list);
 672                 else
 673                         LIST_INSERT_AFTER(wktail, wk, wk_list);
 674                 wktail = wk;
 675                 newbp->b_ops = &softdep_bioops;
 676         }
 677         FREE_LOCK(&lk);
 678 }
 679
 680 /*
 681  * Purge the work list of all items associated with a particular mount point.
 682  */
 683 int
 684 softdep_flushfiles(struct mount *oldmnt, int flags)
 685 {
 686         struct vnode *devvp;
 687         int error, loopcnt;
 688
 689         /*
 690          * Await our turn to clear out the queue, then serialize access.
 691          */
 692         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 693         while (softdep_worklist_busy != 0) {
 694                 softdep_worklist_req += 1;
 695                 lksleep(&softdep_worklist_req, &lk, 0, "softflush", 0);
 696                 softdep_worklist_req -= 1;
 697         }
 698         softdep_worklist_busy = -1;
 699         FREE_LOCK(&lk);
 700
 701         if ((error = ffs_flushfiles(oldmnt, flags)) != 0) {
 702                 softdep_worklist_busy = 0;
 703                 if (softdep_worklist_req)
 704                         wakeup(&softdep_worklist_req);
 705                 return (error);
 706         }
 707         /*
 708          * Alternately flush the block device associated with the mount
 709          * point and process any dependencies that the flushing
 710          * creates. In theory, this loop can happen at most twice,
 711          * but we give it a few extra just to be sure.
 712          */
 713         devvp = VFSTOUFS(oldmnt)->um_devvp;
 714         for (loopcnt = 10; loopcnt > 0; ) {
 715                 if (softdep_process_worklist(oldmnt) == 0) {
 716                         loopcnt--;
 717                         /*
 718                          * Do another flush in case any vnodes were brought in
 719                          * as part of the cleanup operations.
 720                          */
 721                         if ((error = ffs_flushfiles(oldmnt, flags)) != 0)
 722                                 break;
 723                         /*
 724                          * If we still found nothing to do, we are really done.
 725                          */
 726                         if (softdep_process_worklist(oldmnt) == 0)
 727                                 break;
 728                 }
 729                 vn_lock(devvp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 730                 error = VOP_FSYNC(devvp, MNT_WAIT, 0);
 731                 vn_unlock(devvp);
 732                 if (error)
 733                         break;
 734         }
 735         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 736         softdep_worklist_busy = 0;
 737         if (softdep_worklist_req)
 738                 wakeup(&softdep_worklist_req);
 739         FREE_LOCK(&lk);
 740
 741         /*
 742          * If we are unmounting then it is an error to fail. If we
 743          * are simply trying to downgrade to read-only, then filesystem
 744          * activity can keep us busy forever, so we just fail with EBUSY.
 745          */
 746         if (loopcnt == 0) {
 747                 if (oldmnt->mnt_kern_flag & MNTK_UNMOUNT)
 748                         panic("softdep_flushfiles: looping");
 749                 error = EBUSY;
 750         }
 751         return (error);
 752 }
 753
 754 /*
 755  * Structure hashing.
 756  *
 757  * There are three types of structures that can be looked up:
 758  *      1) pagedep structures identified by mount point, inode number,
 759  *         and logical block.
 760  *      2) inodedep structures identified by mount point and inode number.
 761  *      3) newblk structures identified by mount point and
 762  *         physical block number.
 763  *
 764  * The "pagedep" and "inodedep" dependency structures are hashed
 765  * separately from the file blocks and inodes to which they correspond.
 766  * This separation helps when the in-memory copy of an inode or
 767  * file block must be replaced. It also obviates the need to access
 768  * an inode or file page when simply updating (or de-allocating)
 769  * dependency structures. Lookup of newblk structures is needed to
 770  * find newly allocated blocks when trying to associate them with
 771  * their allocdirect or allocindir structure.
 772  *
 773  * The lookup routines optionally create and hash a new instance when
 774  * an existing entry is not found.
 775  */
 776 #define DEPALLOC        0x0001  /* allocate structure if lookup fails */
 777 #define NODELAY         0x0002  /* cannot do background work */
 778
 779 /*
 780  * Structures and routines associated with pagedep caching.
 781  */
 782 LIST_HEAD(pagedep_hashhead, pagedep) *pagedep_hashtbl;
 783 u_long  pagedep_hash;           /* size of hash table - 1 */
 784 #define PAGEDEP_HASH(mp, inum, lbn) \
 785         (&pagedep_hashtbl[((((register_t)(mp)) >> 13) + (inum) + (lbn)) & \
 786             pagedep_hash])
 787 static struct sema pagedep_in_progress;
 788
 789 /*
 790  * Helper routine for pagedep_lookup()
 791  */
 792 static __inline
 793 struct pagedep *
 794 pagedep_find(struct pagedep_hashhead *pagedephd, ino_t ino, ufs_lbn_t lbn,
 795              struct mount *mp)
 796 {
 797         struct pagedep *pagedep;
 798
 799         LIST_FOREACH(pagedep, pagedephd, pd_hash) {
 800                 if (ino == pagedep->pd_ino &&
 801                     lbn == pagedep->pd_lbn &&
 802                     mp == pagedep->pd_mnt) {
 803                         return (pagedep);
 804                 }
 805         }
 806         return(NULL);
 807 }
 808
 809 /*
 810  * Look up a pagedep. Return 1 if found, 0 if not found.
 811  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
 812  * Found or allocated entry is returned in pagedeppp.
 813  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
 814  */
 815 static int
 816 pagedep_lookup(struct inode *ip, ufs_lbn_t lbn, int flags,
 817                struct pagedep **pagedeppp)
 818 {
 819         struct pagedep *pagedep;
 820         struct pagedep_hashhead *pagedephd;
 821         struct mount *mp;
 822         int i;
 823
 824         KKASSERT(lock_held(&lk) > 0);
 825
 826         mp = ITOV(ip)->v_mount;
 827         pagedephd = PAGEDEP_HASH(mp, ip->i_number, lbn);
 828 top:
 829         *pagedeppp = pagedep_find(pagedephd, ip->i_number, lbn, mp);
 830         if (*pagedeppp)
 831                 return(1);
 832         if ((flags & DEPALLOC) == 0)
 833                 return (0);
 834         if (sema_get(&pagedep_in_progress, &lk) == 0) {
 835                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
 836                 goto top;
 837         }
 838         pagedep = kmalloc(sizeof(struct pagedep), M_PAGEDEP,
 839                           M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
 840
 841         if (pagedep_find(pagedephd, ip->i_number, lbn, mp)) {
 842                 kprintf("pagedep_lookup: blocking race avoided\n");
 843                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
 844                 sema_release(&pagedep_in_progress);
 845                 kfree(pagedep, M_PAGEDEP);
 846                 goto top;
 847         }
 848
 849         pagedep->pd_list.wk_type = D_PAGEDEP;
 850         pagedep->pd_mnt = mp;
 851         pagedep->pd_ino = ip->i_number;
 852         pagedep->pd_lbn = lbn;
 853         LIST_INIT(&pagedep->pd_dirremhd);
 854         LIST_INIT(&pagedep->pd_pendinghd);
 855         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
 856                 LIST_INIT(&pagedep->pd_diraddhd[i]);
 857         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 858         LIST_INSERT_HEAD(pagedephd, pagedep, pd_hash);
 859         sema_release(&pagedep_in_progress);
 860         *pagedeppp = pagedep;
 861         return (0);
 862 }
 863
 864 /*
 865  * Structures and routines associated with inodedep caching.
 866  */
 867 LIST_HEAD(inodedep_hashhead, inodedep) *inodedep_hashtbl;
 868 static u_long   inodedep_hash;  /* size of hash table - 1 */
 869 static long     num_inodedep;   /* number of inodedep allocated */
 870 #define INODEDEP_HASH(fs, inum) \
 871       (&inodedep_hashtbl[((((register_t)(fs)) >> 13) + (inum)) & inodedep_hash])
 872 static struct sema inodedep_in_progress;
 873
 874 /*
 875  * Helper routine for inodedep_lookup()
 876  */
 877 static __inline
 878 struct inodedep *
 879 inodedep_find(struct inodedep_hashhead *inodedephd, struct fs *fs, ino_t inum)
 880 {
 881         struct inodedep *inodedep;
 882
 883         LIST_FOREACH(inodedep, inodedephd, id_hash) {
 884                 if (inum == inodedep->id_ino && fs == inodedep->id_fs)
 885                         return(inodedep);
 886         }
 887         return (NULL);
 888 }
 889
 890 /*
 891  * Look up a inodedep. Return 1 if found, 0 if not found.
 892  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
 893  * Found or allocated entry is returned in inodedeppp.
 894  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
 895  */
 896 static int
 897 inodedep_lookup(struct fs *fs, ino_t inum, int flags,
 898                 struct inodedep **inodedeppp)
 899 {
 900         struct inodedep *inodedep;
 901         struct inodedep_hashhead *inodedephd;
 902         int firsttry;
 903
 904         KKASSERT(lock_held(&lk) > 0);
 905
 906         firsttry = 1;
 907         inodedephd = INODEDEP_HASH(fs, inum);
 908 top:
 909         *inodedeppp = inodedep_find(inodedephd, fs, inum);
 910         if (*inodedeppp)
 911                 return (1);
 912         if ((flags & DEPALLOC) == 0)
 913                 return (0);
 914         /*
 915          * If we are over our limit, try to improve the situation.
 916          */
 917         if (num_inodedep > max_softdeps && firsttry &&
 918             speedup_syncer() == 0 && (flags & NODELAY) == 0 &&
 919             request_cleanup(FLUSH_INODES, 1)) {
 920                 firsttry = 0;
 921                 goto top;
 922         }
 923         if (sema_get(&inodedep_in_progress, &lk) == 0) {
 924                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
 925                 goto top;
 926         }
 927         inodedep = kmalloc(sizeof(struct inodedep), M_INODEDEP,
 928                            M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
 929         if (inodedep_find(inodedephd, fs, inum)) {
 930                 kprintf("inodedep_lookup: blocking race avoided\n");
 931                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
 932                 sema_release(&inodedep_in_progress);
 933                 kfree(inodedep, M_INODEDEP);
 934                 goto top;
 935         }
 936         inodedep->id_list.wk_type = D_INODEDEP;
 937         inodedep->id_fs = fs;
 938         inodedep->id_ino = inum;
 939         inodedep->id_state = ALLCOMPLETE;
 940         inodedep->id_nlinkdelta = 0;
 941         inodedep->id_savedino = NULL;
 942         inodedep->id_savedsize = -1;
 943         inodedep->id_buf = NULL;
 944         LIST_INIT(&inodedep->id_pendinghd);
 945         LIST_INIT(&inodedep->id_inowait);
 946         LIST_INIT(&inodedep->id_bufwait);
 947         TAILQ_INIT(&inodedep->id_inoupdt);
 948         TAILQ_INIT(&inodedep->id_newinoupdt);
 949         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 950         num_inodedep += 1;
 951         LIST_INSERT_HEAD(inodedephd, inodedep, id_hash);
 952         sema_release(&inodedep_in_progress);
 953         *inodedeppp = inodedep;
 954         return (0);
 955 }
 956
 957 /*
 958  * Structures and routines associated with newblk caching.
 959  */
 960 LIST_HEAD(newblk_hashhead, newblk) *newblk_hashtbl;
 961 u_long  newblk_hash;            /* size of hash table - 1 */
 962 #define NEWBLK_HASH(fs, inum) \
 963         (&newblk_hashtbl[((((register_t)(fs)) >> 13) + (inum)) & newblk_hash])
 964 static struct sema newblk_in_progress;
 965
 966 /*
 967  * Helper routine for newblk_lookup()
 968  */
 969 static __inline
 970 struct newblk *
 971 newblk_find(struct newblk_hashhead *newblkhd, struct fs *fs,
 972             ufs_daddr_t newblkno)
 973 {
 974         struct newblk *newblk;
 975
 976         LIST_FOREACH(newblk, newblkhd, nb_hash) {
 977                 if (newblkno == newblk->nb_newblkno && fs == newblk->nb_fs)
 978                         return (newblk);
 979         }
 980         return(NULL);
 981 }
 982
 983 /*
 984  * Look up a newblk. Return 1 if found, 0 if not found.
 985  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
 986  * Found or allocated entry is returned in newblkpp.
 987  */
 988 static int
 989 newblk_lookup(struct fs *fs, ufs_daddr_t newblkno, int flags,
 990               struct newblk **newblkpp)
 991 {
 992         struct newblk *newblk;
 993         struct newblk_hashhead *newblkhd;
 994
 995         newblkhd = NEWBLK_HASH(fs, newblkno);
 996 top:
 997         *newblkpp = newblk_find(newblkhd, fs, newblkno);
 998         if (*newblkpp)
 999                 return(1);
1000         if ((flags & DEPALLOC) == 0)
1001                 return (0);
1002         if (sema_get(&newblk_in_progress, 0) == 0)
1003                 goto top;
1004         newblk = kmalloc(sizeof(struct newblk), M_NEWBLK,
1005                          M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1006
1007         if (newblk_find(newblkhd, fs, newblkno)) {
1008                 kprintf("newblk_lookup: blocking race avoided\n");
1009                 sema_release(&pagedep_in_progress);
1010                 kfree(newblk, M_NEWBLK);
1011                 goto top;
1012         }
1013         newblk->nb_state = 0;
1014         newblk->nb_fs = fs;
1015         newblk->nb_newblkno = newblkno;
1016         LIST_INSERT_HEAD(newblkhd, newblk, nb_hash);
1017         sema_release(&newblk_in_progress);
1018         *newblkpp = newblk;
1019         return (0);
1020 }
1021
1022 /*
1023  * Executed during filesystem system initialization before
1024  * mounting any filesystems.
1025  */
1026 void
1027 softdep_initialize(void)
1028 {
1029         callout_init(&handle);
1030
1031         LIST_INIT(&mkdirlisthd);
1032         LIST_INIT(&softdep_workitem_pending);
1033         max_softdeps = min(desiredvnodes * 8,
1034                 M_INODEDEP->ks_limit / (2 * sizeof(struct inodedep)));
1035         pagedep_hashtbl = hashinit(desiredvnodes / 5, M_PAGEDEP,
1036             &pagedep_hash);
1037         lockinit(&lk, "ffs_softdep", 0, LK_CANRECURSE);
1038         sema_init(&pagedep_in_progress, "pagedep", 0, 0);
1039         inodedep_hashtbl = hashinit(desiredvnodes, M_INODEDEP, &inodedep_hash);
1040         sema_init(&inodedep_in_progress, "inodedep", 0, 0);
1041         newblk_hashtbl = hashinit(64, M_NEWBLK, &newblk_hash);
1042         sema_init(&newblk_in_progress, "newblk", 0, 0);
1043         add_bio_ops(&softdep_bioops);
1044 }
1045
1046 /*
1047  * Called at mount time to notify the dependency code that a
1048  * filesystem wishes to use it.
1049  */
1050 int
1051 softdep_mount(struct vnode *devvp, struct mount *mp, struct fs *fs)
1052 {
1053         struct csum cstotal;
1054         struct cg *cgp;
1055         struct buf *bp;
1056         int error, cyl;
1057
1058         mp->mnt_flag &= ~MNT_ASYNC;
1059         mp->mnt_flag |= MNT_SOFTDEP;
1060         mp->mnt_bioops = &softdep_bioops;
1061         /*
1062          * When doing soft updates, the counters in the
1063          * superblock may have gotten out of sync, so we have
1064          * to scan the cylinder groups and recalculate them.
1065          */
1066         if (fs->fs_clean != 0)
1067                 return (0);
1068         bzero(&cstotal, sizeof cstotal);
1069         for (cyl = 0; cyl < fs->fs_ncg; cyl++) {
1070                 if ((error = bread(devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, cyl)),
1071                                    fs->fs_cgsize, &bp)) != 0) {
1072                         brelse(bp);
1073                         return (error);
1074                 }
1075                 cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1076                 cstotal.cs_nffree += cgp->cg_cs.cs_nffree;
1077                 cstotal.cs_nbfree += cgp->cg_cs.cs_nbfree;
1078                 cstotal.cs_nifree += cgp->cg_cs.cs_nifree;
1079                 cstotal.cs_ndir += cgp->cg_cs.cs_ndir;
1080                 fs->fs_cs(fs, cyl) = cgp->cg_cs;
1081                 brelse(bp);
1082         }
1083 #ifdef DEBUG
1084         if (bcmp(&cstotal, &fs->fs_cstotal, sizeof cstotal))
1085                 kprintf("ffs_mountfs: superblock updated for soft updates\n");
1086 #endif
1087         bcopy(&cstotal, &fs->fs_cstotal, sizeof cstotal);
1088         return (0);
1089 }
1090
1091 /*
1092  * Protecting the freemaps (or bitmaps).
1093  *
1094  * To eliminate the need to execute fsck before mounting a filesystem
1095  * after a power failure, one must (conservatively) guarantee that the
1096  * on-disk copy of the bitmaps never indicate that a live inode or block is
1097  * free.  So, when a block or inode is allocated, the bitmap should be
1098  * updated (on disk) before any new pointers.  When a block or inode is
1099  * freed, the bitmap should not be updated until all pointers have been
1100  * reset.  The latter dependency is handled by the delayed de-allocation
1101  * approach described below for block and inode de-allocation.  The former
1102  * dependency is handled by calling the following procedure when a block or
1103  * inode is allocated. When an inode is allocated an "inodedep" is created
1104  * with its DEPCOMPLETE flag cleared until its bitmap is written to disk.
1105  * Each "inodedep" is also inserted into the hash indexing structure so
1106  * that any additional link additions can be made dependent on the inode
1107  * allocation.
1108  *
1109  * The ufs filesystem maintains a number of free block counts (e.g., per
1110  * cylinder group, per cylinder and per <cylinder, rotational position> pair)
1111  * in addition to the bitmaps.  These counts are used to improve efficiency
1112  * during allocation and therefore must be consistent with the bitmaps.
1113  * There is no convenient way to guarantee post-crash consistency of these
1114  * counts with simple update ordering, for two main reasons: (1) The counts
1115  * and bitmaps for a single cylinder group block are not in the same disk
1116  * sector.  If a disk write is interrupted (e.g., by power failure), one may
1117  * be written and the other not.  (2) Some of the counts are located in the
1118  * superblock rather than the cylinder group block. So, we focus our soft
1119  * updates implementation on protecting the bitmaps. When mounting a
1120  * filesystem, we recompute the auxiliary counts from the bitmaps.
1121  */
1122
1123 /*
1124  * Called just after updating the cylinder group block to allocate an inode.
1125  *
1126  * Parameters:
1127  *      bp:             buffer for cylgroup block with inode map
1128  *      ip:             inode related to allocation
1129  *      newinum:        new inode number being allocated
1130  */
1131 void
1132 softdep_setup_inomapdep(struct buf *bp, struct inode *ip, ino_t newinum)
1133 {
1134         struct inodedep *inodedep;
1135         struct bmsafemap *bmsafemap;
1136
1137         /*
1138          * Create a dependency for the newly allocated inode.
1139          * Panic if it already exists as something is seriously wrong.
1140          * Otherwise add it to the dependency list for the buffer holding
1141          * the cylinder group map from which it was allocated.
1142          */
1143         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1144         if ((inodedep_lookup(ip->i_fs, newinum, DEPALLOC|NODELAY, &inodedep))) {
1145                 FREE_LOCK(&lk);
1146                 panic("softdep_setup_inomapdep: found inode");
1147         }
1148         inodedep->id_buf = bp;
1149         inodedep->id_state &= ~DEPCOMPLETE;
1150         bmsafemap = bmsafemap_lookup(bp);
1151         LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_inodedephd, inodedep, id_deps);
1152         FREE_LOCK(&lk);
1153 }
1154
1155 /*
1156  * Called just after updating the cylinder group block to
1157  * allocate block or fragment.
1158  *
1159  * Parameters:
1160  *      bp:             buffer for cylgroup block with block map
1161  *      fs:             filesystem doing allocation
1162  *      newblkno:       number of newly allocated block
1163  */
1164 void
1165 softdep_setup_blkmapdep(struct buf *bp, struct fs *fs,
1166                         ufs_daddr_t newblkno)
1167 {
1168         struct newblk *newblk;
1169         struct bmsafemap *bmsafemap;
1170
1171         /*
1172          * Create a dependency for the newly allocated block.
1173          * Add it to the dependency list for the buffer holding
1174          * the cylinder group map from which it was allocated.
1175          */
1176         if (newblk_lookup(fs, newblkno, DEPALLOC, &newblk) != 0)
1177                 panic("softdep_setup_blkmapdep: found block");
1178         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1179         newblk->nb_bmsafemap = bmsafemap = bmsafemap_lookup(bp);
1180         LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_newblkhd, newblk, nb_deps);
1181         FREE_LOCK(&lk);
1182 }
1183
1184 /*
1185  * Find the bmsafemap associated with a cylinder group buffer.
1186  * If none exists, create one. The buffer must be locked when
1187  * this routine is called and this routine must be called with
1188  * splbio interrupts blocked.
1189  */
1190 static struct bmsafemap *
1191 bmsafemap_lookup(struct buf *bp)
1192 {
1193         struct bmsafemap *bmsafemap;
1194         struct worklist *wk;
1195
1196         KKASSERT(lock_held(&lk) > 0);
1197
1198         LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
1199                 if (wk->wk_type == D_BMSAFEMAP)
1200                         return (WK_BMSAFEMAP(wk));
1201         }
1202         FREE_LOCK(&lk);
1203         bmsafemap = kmalloc(sizeof(struct bmsafemap), M_BMSAFEMAP,
1204                             M_SOFTDEP_FLAGS);
1205         bmsafemap->sm_list.wk_type = D_BMSAFEMAP;
1206         bmsafemap->sm_list.wk_state = 0;
1207         bmsafemap->sm_buf = bp;
1208         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_allocdirecthd);
1209         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_allocindirhd);
1210         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_inodedephd);
1211         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_newblkhd);
1212         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1213         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &bmsafemap->sm_list);
1214         return (bmsafemap);
1215 }
1216
1217 /*
1218  * Direct block allocation dependencies.
1219  *
1220  * When a new block is allocated, the corresponding disk locations must be
1221  * initialized (with zeros or new data) before the on-disk inode points to
1222  * them.  Also, the freemap from which the block was allocated must be
1223  * updated (on disk) before the inode's pointer. These two dependencies are
1224  * independent of each other and are needed for all file blocks and indirect
1225  * blocks that are pointed to directly by the inode.  Just before the
1226  * "in-core" version of the inode is updated with a newly allocated block
1227  * number, a procedure (below) is called to setup allocation dependency
1228  * structures.  These structures are removed when the corresponding
1229  * dependencies are satisfied or when the block allocation becomes obsolete
1230  * (i.e., the file is deleted, the block is de-allocated, or the block is a
1231  * fragment that gets upgraded).  All of these cases are handled in
1232  * procedures described later.
1233  *
1234  * When a file extension causes a fragment to be upgraded, either to a larger
1235  * fragment or to a full block, the on-disk location may change (if the
1236  * previous fragment could not simply be extended). In this case, the old
1237  * fragment must be de-allocated, but not until after the inode's pointer has
1238  * been updated. In most cases, this is handled by later procedures, which
1239  * will construct a "freefrag" structure to be added to the workitem queue
1240  * when the inode update is complete (or obsolete).  The main exception to
1241  * this is when an allocation occurs while a pending allocation dependency
1242  * (for the same block pointer) remains.  This case is handled in the main
1243  * allocation dependency setup procedure by immediately freeing the
1244  * unreferenced fragments.
1245  *
1246  * Parameters:
1247  *      ip:             inode to which block is being added
1248  *      lbn:            block pointer within inode
1249  *      newblkno:       disk block number being added
1250  *      oldblkno:       previous block number, 0 unless frag
1251  *      newsize:        size of new block
1252  *      oldsize:        size of new block
1253  *      bp:             bp for allocated block
1254  */
1255 void
1256 softdep_setup_allocdirect(struct inode *ip, ufs_lbn_t lbn, ufs_daddr_t newblkno,
1257                           ufs_daddr_t oldblkno, long newsize, long oldsize,
1258                           struct buf *bp)
1259 {
1260         struct allocdirect *adp, *oldadp;
1261         struct allocdirectlst *adphead;
1262         struct bmsafemap *bmsafemap;
1263         struct inodedep *inodedep;
1264         struct pagedep *pagedep;
1265         struct newblk *newblk;
1266
1267         adp = kmalloc(sizeof(struct allocdirect), M_ALLOCDIRECT,
1268                       M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1269         adp->ad_list.wk_type = D_ALLOCDIRECT;
1270         adp->ad_lbn = lbn;
1271         adp->ad_newblkno = newblkno;
1272         adp->ad_oldblkno = oldblkno;
1273         adp->ad_newsize = newsize;
1274         adp->ad_oldsize = oldsize;
1275         adp->ad_state = ATTACHED;
1276         if (newblkno == oldblkno)
1277                 adp->ad_freefrag = NULL;
1278         else
1279                 adp->ad_freefrag = newfreefrag(ip, oldblkno, oldsize);
1280
1281         if (newblk_lookup(ip->i_fs, newblkno, 0, &newblk) == 0)
1282                 panic("softdep_setup_allocdirect: lost block");
1283
1284         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1285         inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, DEPALLOC | NODELAY, &inodedep);
1286         adp->ad_inodedep = inodedep;
1287
1288         if (newblk->nb_state == DEPCOMPLETE) {
1289                 adp->ad_state |= DEPCOMPLETE;
1290                 adp->ad_buf = NULL;
1291         } else {
1292                 bmsafemap = newblk->nb_bmsafemap;
1293                 adp->ad_buf = bmsafemap->sm_buf;
1294                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
1295                 LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_allocdirecthd, adp, ad_deps);
1296         }
1297         LIST_REMOVE(newblk, nb_hash);
1298         kfree(newblk, M_NEWBLK);
1299
1300         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &adp->ad_list);
1301         if (lbn >= NDADDR) {
1302                 /* allocating an indirect block */
1303                 if (oldblkno != 0) {
1304                         FREE_LOCK(&lk);
1305                         panic("softdep_setup_allocdirect: non-zero indir");
1306                 }
1307         } else {
1308                 /*
1309                  * Allocating a direct block.
1310                  *
1311                  * If we are allocating a directory block, then we must
1312                  * allocate an associated pagedep to track additions and
1313                  * deletions.
1314                  */
1315                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR &&
1316                     pagedep_lookup(ip, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0) {
1317                         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &pagedep->pd_list);
1318                 }
1319         }
1320         /*
1321          * The list of allocdirects must be kept in sorted and ascending
1322          * order so that the rollback routines can quickly determine the
1323          * first uncommitted block (the size of the file stored on disk
1324          * ends at the end of the lowest committed fragment, or if there
1325          * are no fragments, at the end of the highest committed block).
1326          * Since files generally grow, the typical case is that the new
1327          * block is to be added at the end of the list. We speed this
1328          * special case by checking against the last allocdirect in the
1329          * list before laboriously traversing the list looking for the
1330          * insertion point.
1331          */
1332         adphead = &inodedep->id_newinoupdt;
1333         oldadp = TAILQ_LAST(adphead, allocdirectlst);
1334         if (oldadp == NULL || oldadp->ad_lbn <= lbn) {
1335                 /* insert at end of list */
1336                 TAILQ_INSERT_TAIL(adphead, adp, ad_next);
1337                 if (oldadp != NULL && oldadp->ad_lbn == lbn)
1338                         allocdirect_merge(adphead, adp, oldadp);
1339                 FREE_LOCK(&lk);
1340                 return;
1341         }
1342         TAILQ_FOREACH(oldadp, adphead, ad_next) {
1343                 if (oldadp->ad_lbn >= lbn)
1344                         break;
1345         }
1346         if (oldadp == NULL) {
1347                 FREE_LOCK(&lk);
1348                 panic("softdep_setup_allocdirect: lost entry");
1349         }
1350         /* insert in middle of list */
1351         TAILQ_INSERT_BEFORE(oldadp, adp, ad_next);
1352         if (oldadp->ad_lbn == lbn)
1353                 allocdirect_merge(adphead, adp, oldadp);
1354         FREE_LOCK(&lk);
1355 }
1356
1357 /*
1358  * Replace an old allocdirect dependency with a newer one.
1359  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
1360  *
1361  * Parameters:
1362  *      adphead:        head of list holding allocdirects
1363  *      newadp:         allocdirect being added
1364  *      oldadp:         existing allocdirect being checked
1365  */
1366 static void
1367 allocdirect_merge(struct allocdirectlst *adphead,
1368                   struct allocdirect *newadp,
1369                   struct allocdirect *oldadp)
1370 {
1371         struct freefrag *freefrag;
1372
1373         KKASSERT(lock_held(&lk) > 0);
1374
1375         if (newadp->ad_oldblkno != oldadp->ad_newblkno ||
1376             newadp->ad_oldsize != oldadp->ad_newsize ||
1377             newadp->ad_lbn >= NDADDR) {
1378                 FREE_LOCK(&lk);
1379                 panic("allocdirect_check: old %d != new %d || lbn %ld >= %d",
1380                     newadp->ad_oldblkno, oldadp->ad_newblkno, newadp->ad_lbn,
1381                     NDADDR);
1382         }
1383         newadp->ad_oldblkno = oldadp->ad_oldblkno;
1384         newadp->ad_oldsize = oldadp->ad_oldsize;
1385         /*
1386          * If the old dependency had a fragment to free or had never
1387          * previously had a block allocated, then the new dependency
1388          * can immediately post its freefrag and adopt the old freefrag.
1389          * This action is done by swapping the freefrag dependencies.
1390          * The new dependency gains the old one's freefrag, and the
1391          * old one gets the new one and then immediately puts it on
1392          * the worklist when it is freed by free_allocdirect. It is
1393          * not possible to do this swap when the old dependency had a
1394          * non-zero size but no previous fragment to free. This condition
1395          * arises when the new block is an extension of the old block.
1396          * Here, the first part of the fragment allocated to the new
1397          * dependency is part of the block currently claimed on disk by
1398          * the old dependency, so cannot legitimately be freed until the
1399          * conditions for the new dependency are fulfilled.
1400          */
1401         if (oldadp->ad_freefrag != NULL || oldadp->ad_oldblkno == 0) {
1402                 freefrag = newadp->ad_freefrag;
1403                 newadp->ad_freefrag = oldadp->ad_freefrag;
1404                 oldadp->ad_freefrag = freefrag;
1405         }
1406         free_allocdirect(adphead, oldadp, 0);
1407 }
1408
1409 /*
1410  * Allocate a new freefrag structure if needed.
1411  */
1412 static struct freefrag *
1413 newfreefrag(struct inode *ip, ufs_daddr_t blkno, long size)
1414 {
1415         struct freefrag *freefrag;
1416         struct fs *fs;
1417
1418         if (blkno == 0)
1419                 return (NULL);
1420         fs = ip->i_fs;
1421         if (fragnum(fs, blkno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag)
1422                 panic("newfreefrag: frag size");
1423         freefrag = kmalloc(sizeof(struct freefrag), M_FREEFRAG,
1424                            M_SOFTDEP_FLAGS);
1425         freefrag->ff_list.wk_type = D_FREEFRAG;
1426         freefrag->ff_state = ip->i_uid & ~ONWORKLIST;   /* XXX - used below */
1427         freefrag->ff_inum = ip->i_number;
1428         freefrag->ff_fs = fs;
1429         freefrag->ff_devvp = ip->i_devvp;
1430         freefrag->ff_blkno = blkno;
1431         freefrag->ff_fragsize = size;
1432         return (freefrag);
1433 }
1434
1435 /*
1436  * This workitem de-allocates fragments that were replaced during
1437  * file block allocation.
1438  */
1439 static void
1440 handle_workitem_freefrag(struct freefrag *freefrag)
1441 {
1442         struct inode tip;
1443
1444         tip.i_fs = freefrag->ff_fs;
1445         tip.i_devvp = freefrag->ff_devvp;
1446         tip.i_dev = freefrag->ff_devvp->v_rdev;
1447         tip.i_number = freefrag->ff_inum;
1448         tip.i_uid = freefrag->ff_state & ~ONWORKLIST;   /* XXX - set above */
1449         ffs_blkfree(&tip, freefrag->ff_blkno, freefrag->ff_fragsize);
1450         kfree(freefrag, M_FREEFRAG);
1451 }
1452
1453 /*
1454  * Indirect block allocation dependencies.
1455  *
1456  * The same dependencies that exist for a direct block also exist when
1457  * a new block is allocated and pointed to by an entry in a block of
1458  * indirect pointers. The undo/redo states described above are also
1459  * used here. Because an indirect block contains many pointers that
1460  * may have dependencies, a second copy of the entire in-memory indirect
1461  * block is kept. The buffer cache copy is always completely up-to-date.
1462  * The second copy, which is used only as a source for disk writes,
1463  * contains only the safe pointers (i.e., those that have no remaining
1464  * update dependencies). The second copy is freed when all pointers
1465  * are safe. The cache is not allowed to replace indirect blocks with
1466  * pending update dependencies. If a buffer containing an indirect
1467  * block with dependencies is written, these routines will mark it
1468  * dirty again. It can only be successfully written once all the
1469  * dependencies are removed. The ffs_fsync routine in conjunction with
1470  * softdep_sync_metadata work together to get all the dependencies
1471  * removed so that a file can be successfully written to disk. Three
1472  * procedures are used when setting up indirect block pointer
1473  * dependencies. The division is necessary because of the organization
1474  * of the "balloc" routine and because of the distinction between file
1475  * pages and file metadata blocks.
1476  */
1477
1478 /*
1479  * Allocate a new allocindir structure.
1480  *
1481  * Parameters:
1482  *      ip:             inode for file being extended
1483  *      ptrno:          offset of pointer in indirect block
1484  *      newblkno:       disk block number being added
1485  *      oldblkno:       previous block number, 0 if none
1486  */
1487 static struct allocindir *
1488 newallocindir(struct inode *ip, int ptrno, ufs_daddr_t newblkno,
1489               ufs_daddr_t oldblkno)
1490 {
1491         struct allocindir *aip;
1492
1493         aip = kmalloc(sizeof(struct allocindir), M_ALLOCINDIR,
1494                       M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1495         aip->ai_list.wk_type = D_ALLOCINDIR;
1496         aip->ai_state = ATTACHED;
1497         aip->ai_offset = ptrno;
1498         aip->ai_newblkno = newblkno;
1499         aip->ai_oldblkno = oldblkno;
1500         aip->ai_freefrag = newfreefrag(ip, oldblkno, ip->i_fs->fs_bsize);
1501         return (aip);
1502 }
1503
1504 /*
1505  * Called just before setting an indirect block pointer
1506  * to a newly allocated file page.
1507  *
1508  * Parameters:
1509  *      ip:             inode for file being extended
1510  *      lbn:            allocated block number within file
1511  *      bp:             buffer with indirect blk referencing page
1512  *      ptrno:          offset of pointer in indirect block
1513  *      newblkno:       disk block number being added
1514  *      oldblkno:       previous block number, 0 if none
1515  *      nbp:            buffer holding allocated page
1516  */
1517 void
1518 softdep_setup_allocindir_page(struct inode *ip, ufs_lbn_t lbn,
1519                               struct buf *bp, int ptrno,
1520                               ufs_daddr_t newblkno, ufs_daddr_t oldblkno,
1521                               struct buf *nbp)
1522 {
1523         struct allocindir *aip;
1524         struct pagedep *pagedep;
1525
1526         aip = newallocindir(ip, ptrno, newblkno, oldblkno);
1527         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1528         /*
1529          * If we are allocating a directory page, then we must
1530          * allocate an associated pagedep to track additions and
1531          * deletions.
1532          */
1533         if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR &&
1534             pagedep_lookup(ip, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
1535                 WORKLIST_INSERT_BP(nbp, &pagedep->pd_list);
1536         WORKLIST_INSERT_BP(nbp, &aip->ai_list);
1537         FREE_LOCK(&lk);
1538         setup_allocindir_phase2(bp, ip, aip);
1539 }
1540
1541 /*
1542  * Called just before setting an indirect block pointer to a
1543  * newly allocated indirect block.
1544  * Parameters:
1545  *      nbp:            newly allocated indirect block
1546  *      ip:             inode for file being extended
1547  *      bp:             indirect block referencing allocated block
1548  *      ptrno:          offset of pointer in indirect block
1549  *      newblkno:       disk block number being added
1550  */
1551 void
1552 softdep_setup_allocindir_meta(struct buf *nbp, struct inode *ip,
1553                               struct buf *bp, int ptrno,
1554                               ufs_daddr_t newblkno)
1555 {
1556         struct allocindir *aip;
1557
1558         aip = newallocindir(ip, ptrno, newblkno, 0);
1559         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1560         WORKLIST_INSERT_BP(nbp, &aip->ai_list);
1561         FREE_LOCK(&lk);
1562         setup_allocindir_phase2(bp, ip, aip);
1563 }
1564
1565 /*
1566  * Called to finish the allocation of the "aip" allocated
1567  * by one of the two routines above.
1568  *
1569  * Parameters:
1570  *      bp:     in-memory copy of the indirect block
1571  *      ip:     inode for file being extended
1572  *      aip:    allocindir allocated by the above routines
1573  */
1574 static void
1575 setup_allocindir_phase2(struct buf *bp, struct inode *ip,
1576                         struct allocindir *aip)
1577 {
1578         struct worklist *wk;
1579         struct indirdep *indirdep, *newindirdep;
1580         struct bmsafemap *bmsafemap;
1581         struct allocindir *oldaip;
1582         struct freefrag *freefrag;
1583         struct newblk *newblk;
1584
1585         if (bp->b_loffset >= 0)
1586                 panic("setup_allocindir_phase2: not indir blk");
1587         for (indirdep = NULL, newindirdep = NULL; ; ) {
1588                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
1589                 LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
1590                         if (wk->wk_type != D_INDIRDEP)
1591                                 continue;
1592                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
1593                         break;
1594                 }
1595                 if (indirdep == NULL && newindirdep) {
1596                         indirdep = newindirdep;
1597                         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &indirdep->ir_list);
1598                         newindirdep = NULL;
1599                 }
1600                 FREE_LOCK(&lk);
1601                 if (indirdep) {
1602                         if (newblk_lookup(ip->i_fs, aip->ai_newblkno, 0,
1603                             &newblk) == 0)
1604                                 panic("setup_allocindir: lost block");
1605                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1606                         if (newblk->nb_state == DEPCOMPLETE) {
1607                                 aip->ai_state |= DEPCOMPLETE;
1608                                 aip->ai_buf = NULL;
1609                         } else {
1610                                 bmsafemap = newblk->nb_bmsafemap;
1611                                 aip->ai_buf = bmsafemap->sm_buf;
1612                                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
1613                                 LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_allocindirhd,
1614                                     aip, ai_deps);
1615                         }
1616                         LIST_REMOVE(newblk, nb_hash);
1617                         kfree(newblk, M_NEWBLK);
1618                         aip->ai_indirdep = indirdep;
1619                         /*
1620                          * Check to see if there is an existing dependency
1621                          * for this block. If there is, merge the old
1622                          * dependency into the new one.
1623                          */
1624                         if (aip->ai_oldblkno == 0)
1625                                 oldaip = NULL;
1626                         else
1627
1628                                 LIST_FOREACH(oldaip, &indirdep->ir_deplisthd, ai_next)
1629                                         if (oldaip->ai_offset == aip->ai_offset)
1630                                                 break;
1631                         if (oldaip != NULL) {
1632                                 if (oldaip->ai_newblkno != aip->ai_oldblkno) {
1633                                         FREE_LOCK(&lk);
1634                                         panic("setup_allocindir_phase2: blkno");
1635                                 }
1636                                 aip->ai_oldblkno = oldaip->ai_oldblkno;
1637                                 freefrag = oldaip->ai_freefrag;
1638                                 oldaip->ai_freefrag = aip->ai_freefrag;
1639                                 aip->ai_freefrag = freefrag;
1640                                 free_allocindir(oldaip, NULL);
1641                         }
1642                         LIST_INSERT_HEAD(&indirdep->ir_deplisthd, aip, ai_next);
1643                         ((ufs_daddr_t *)indirdep->ir_savebp->b_data)
1644                             [aip->ai_offset] = aip->ai_oldblkno;
1645                         FREE_LOCK(&lk);
1646                 }
1647                 if (newindirdep) {
1648                         /*
1649                          * Avoid any possibility of data corruption by
1650                          * ensuring that our old version is thrown away.
1651                          */
1652                         newindirdep->ir_savebp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
1653                         brelse(newindirdep->ir_savebp);
1654                         WORKITEM_FREE((caddr_t)newindirdep, D_INDIRDEP);
1655                 }
1656                 if (indirdep)
1657                         break;
1658                 newindirdep = kmalloc(sizeof(struct indirdep), M_INDIRDEP,
1659                                       M_SOFTDEP_FLAGS);
1660                 newindirdep->ir_list.wk_type = D_INDIRDEP;
1661                 newindirdep->ir_state = ATTACHED;
1662                 LIST_INIT(&newindirdep->ir_deplisthd);
1663                 LIST_INIT(&newindirdep->ir_donehd);
1664                 if (bp->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) {
1665                         VOP_BMAP(bp->b_vp, bp->b_bio1.bio_offset,
1666                                  &bp->b_bio2.bio_offset, NULL, NULL,
1667                                  BUF_CMD_WRITE);
1668                 }
1669                 KKASSERT(bp->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET);
1670                 newindirdep->ir_savebp = getblk(ip->i_devvp,
1671                                                 bp->b_bio2.bio_offset,
1672                                                 bp->b_bcount, 0, 0);
1673                 BUF_KERNPROC(newindirdep->ir_savebp);
1674                 bcopy(bp->b_data, newindirdep->ir_savebp->b_data, bp->b_bcount);
1675         }
1676 }
1677
1678 /*
1679  * Block de-allocation dependencies.
1680  *
1681  * When blocks are de-allocated, the on-disk pointers must be nullified before
1682  * the blocks are made available for use by other files.  (The true
1683  * requirement is that old pointers must be nullified before new on-disk
1684  * pointers are set.  We chose this slightly more stringent requirement to
1685  * reduce complexity.) Our implementation handles this dependency by updating
1686  * the inode (or indirect block) appropriately but delaying the actual block
1687  * de-allocation (i.e., freemap and free space count manipulation) until
1688  * after the updated versions reach stable storage.  After the disk is
1689  * updated, the blocks can be safely de-allocated whenever it is convenient.
1690  * This implementation handles only the common case of reducing a file's
1691  * length to zero. Other cases are handled by the conventional synchronous
1692  * write approach.
1693  *
1694  * The ffs implementation with which we worked double-checks
1695  * the state of the block pointers and file size as it reduces
1696  * a file's length.  Some of this code is replicated here in our
1697  * soft updates implementation.  The freeblks->fb_chkcnt field is
1698  * used to transfer a part of this information to the procedure
1699  * that eventually de-allocates the blocks.
1700  *
1701  * This routine should be called from the routine that shortens
1702  * a file's length, before the inode's size or block pointers
1703  * are modified. It will save the block pointer information for
1704  * later release and zero the inode so that the calling routine
1705  * can release it.
1706  */
1707 struct softdep_setup_freeblocks_info {
1708         struct fs *fs;
1709         struct inode *ip;
1710 };
1711
1712 static int softdep_setup_freeblocks_bp(struct buf *bp, void *data);
1713
1714 /*
1715  * Parameters:
1716  *      ip:     The inode whose length is to be reduced
1717  *      length: The new length for the file
1718  */
1719 void
1720 softdep_setup_freeblocks(struct inode *ip, off_t length)
1721 {
1722         struct softdep_setup_freeblocks_info info;
1723         struct freeblks *freeblks;
1724         struct inodedep *inodedep;
1725         struct allocdirect *adp;
1726         struct vnode *vp;
1727         struct buf *bp;
1728         struct fs *fs;
1729         int i, error, delay;
1730         int count;
1731
1732         fs = ip->i_fs;
1733         if (length != 0)
1734                 panic("softde_setup_freeblocks: non-zero length");
1735         freeblks = kmalloc(sizeof(struct freeblks), M_FREEBLKS,
1736                            M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1737         freeblks->fb_list.wk_type = D_FREEBLKS;
1738         freeblks->fb_state = ATTACHED;
1739         freeblks->fb_uid = ip->i_uid;
1740         freeblks->fb_previousinum = ip->i_number;
1741         freeblks->fb_devvp = ip->i_devvp;
1742         freeblks->fb_fs = fs;
1743         freeblks->fb_oldsize = ip->i_size;
1744         freeblks->fb_newsize = length;
1745         freeblks->fb_chkcnt = ip->i_blocks;
1746         for (i = 0; i < NDADDR; i++) {
1747                 freeblks->fb_dblks[i] = ip->i_db[i];
1748                 ip->i_db[i] = 0;
1749         }
1750         for (i = 0; i < NIADDR; i++) {
1751                 freeblks->fb_iblks[i] = ip->i_ib[i];
1752                 ip->i_ib[i] = 0;
1753         }
1754         ip->i_blocks = 0;
1755         ip->i_size = 0;
1756         /*
1757          * Push the zero'ed inode to to its disk buffer so that we are free
1758          * to delete its dependencies below. Once the dependencies are gone
1759          * the buffer can be safely released.
1760          */
1761         if ((error = bread(ip->i_devvp,
1762                             fsbtodoff(fs, ino_to_fsba(fs, ip->i_number)),
1763             (int)fs->fs_bsize, &bp)) != 0)
1764                 softdep_error("softdep_setup_freeblocks", error);
1765         *((struct ufs1_dinode *)bp->b_data + ino_to_fsbo(fs, ip->i_number)) =
1766             ip->i_din;
1767         /*
1768          * Find and eliminate any inode dependencies.
1769          */
1770         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1771         (void) inodedep_lookup(fs, ip->i_number, DEPALLOC, &inodedep);
1772         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) != 0) {
1773                 FREE_LOCK(&lk);
1774                 panic("softdep_setup_freeblocks: inode busy");
1775         }
1776         /*
1777          * Add the freeblks structure to the list of operations that
1778          * must await the zero'ed inode being written to disk. If we
1779          * still have a bitmap dependency (delay == 0), then the inode
1780          * has never been written to disk, so we can process the
1781          * freeblks below once we have deleted the dependencies.
1782          */
1783         delay = (inodedep->id_state & DEPCOMPLETE);
1784         if (delay)
1785                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &freeblks->fb_list);
1786         /*
1787          * Because the file length has been truncated to zero, any
1788          * pending block allocation dependency structures associated
1789          * with this inode are obsolete and can simply be de-allocated.
1790          * We must first merge the two dependency lists to get rid of
1791          * any duplicate freefrag structures, then purge the merged list.
1792          */
1793         merge_inode_lists(inodedep);
1794         while ((adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt)) != NULL)
1795                 free_allocdirect(&inodedep->id_inoupdt, adp, 1);
1796         FREE_LOCK(&lk);
1797         bdwrite(bp);
1798         /*
1799          * We must wait for any I/O in progress to finish so that
1800          * all potential buffers on the dirty list will be visible.
1801          * Once they are all there, walk the list and get rid of
1802          * any dependencies.
1803          */
1804         vp = ITOV(ip);
1805         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1806         drain_output(vp, 1);
1807
1808         info.fs = fs;
1809         info.ip = ip;
1810         lwkt_gettoken(&vp->v_token);
1811         do {
1812                 count = RB_SCAN(buf_rb_tree, &vp->v_rbdirty_tree, NULL,
1813                                 softdep_setup_freeblocks_bp, &info);
1814         } while (count != 0);
1815         lwkt_reltoken(&vp->v_token);
1816
1817         if (inodedep_lookup(fs, ip->i_number, 0, &inodedep) != 0)
1818                 (void)free_inodedep(inodedep);
1819
1820         if (delay) {
1821                 freeblks->fb_state |= DEPCOMPLETE;
1822                 /*
1823                  * If the inode with zeroed block pointers is now on disk
1824                  * we can start freeing blocks. Add freeblks to the worklist
1825                  * instead of calling  handle_workitem_freeblocks directly as
1826                  * it is more likely that additional IO is needed to complete
1827                  * the request here than in the !delay case.
1828                  */
1829                 if ((freeblks->fb_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE)
1830                         add_to_worklist(&freeblks->fb_list);
1831         }
1832
1833         FREE_LOCK(&lk);
1834         /*
1835          * If the inode has never been written to disk (delay == 0),
1836          * then we can process the freeblks now that we have deleted
1837          * the dependencies.
1838          */
1839         if (!delay)
1840                 handle_workitem_freeblocks(freeblks);
1841 }
1842
1843 static int
1844 softdep_setup_freeblocks_bp(struct buf *bp, void *data)
1845 {
1846         struct softdep_setup_freeblocks_info *info = data;
1847         struct inodedep *inodedep;
1848
1849         if (getdirtybuf(&bp, MNT_WAIT) == 0) {
1850                 kprintf("softdep_setup_freeblocks_bp(1): caught bp %p going away\n", bp);
1851                 return(-1);
1852         }
1853         if (bp->b_vp != ITOV(info->ip) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1854                 kprintf("softdep_setup_freeblocks_bp(2): caught bp %p going away\n", bp);
1855                 BUF_UNLOCK(bp);
1856                 return(-1);
1857         }
1858         (void) inodedep_lookup(info->fs, info->ip->i_number, 0, &inodedep);
1859         deallocate_dependencies(bp, inodedep);
1860         bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
1861         FREE_LOCK(&lk);
1862         brelse(bp);
1863         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1864         return(1);
1865 }
1866
1867 /*
1868  * Reclaim any dependency structures from a buffer that is about to
1869  * be reallocated to a new vnode. The buffer must be locked, thus,
1870  * no I/O completion operations can occur while we are manipulating
1871  * its associated dependencies. The mutex is held so that other I/O's
1872  * associated with related dependencies do not occur.
1873  */
1874 static void
1875 deallocate_dependencies(struct buf *bp, struct inodedep *inodedep)
1876 {
1877         struct worklist *wk;
1878         struct indirdep *indirdep;
1879         struct allocindir *aip;
1880         struct pagedep *pagedep;
1881         struct dirrem *dirrem;
1882         struct diradd *dap;
1883         int i;
1884
1885         while ((wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
1886                 switch (wk->wk_type) {
1887
1888                 case D_INDIRDEP:
1889                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
1890                         /*
1891                          * None of the indirect pointers will ever be visible,
1892                          * so they can simply be tossed. GOINGAWAY ensures
1893                          * that allocated pointers will be saved in the buffer
1894                          * cache until they are freed. Note that they will
1895                          * only be able to be found by their physical address
1896                          * since the inode mapping the logical address will
1897                          * be gone. The save buffer used for the safe copy
1898                          * was allocated in setup_allocindir_phase2 using
1899                          * the physical address so it could be used for this
1900                          * purpose. Hence we swap the safe copy with the real
1901                          * copy, allowing the safe copy to be freed and holding
1902                          * on to the real copy for later use in indir_trunc.
1903                          *
1904                          * NOTE: ir_savebp is relative to the block device
1905                          * so b_bio1 contains the device block number.
1906                          */
1907                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) {
1908                                 FREE_LOCK(&lk);
1909                                 panic("deallocate_dependencies: already gone");
1910                         }
1911                         indirdep->ir_state |= GOINGAWAY;
1912                         while ((aip = LIST_FIRST(&indirdep->ir_deplisthd)) != NULL)
1913                                 free_allocindir(aip, inodedep);
1914                         if (bp->b_bio1.bio_offset >= 0 ||
1915                             bp->b_bio2.bio_offset != indirdep->ir_savebp->b_bio1.bio_offset) {
1916                                 FREE_LOCK(&lk);
1917                                 panic("deallocate_dependencies: not indir");
1918                         }
1919                         bcopy(bp->b_data, indirdep->ir_savebp->b_data,
1920                             bp->b_bcount);
1921                         WORKLIST_REMOVE(wk);
1922                         WORKLIST_INSERT_BP(indirdep->ir_savebp, wk);
1923                         continue;
1924
1925                 case D_PAGEDEP:
1926                         pagedep = WK_PAGEDEP(wk);
1927                         /*
1928                          * None of the directory additions will ever be
1929                          * visible, so they can simply be tossed.
1930                          */
1931                         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
1932                                 while ((dap =
1933                                     LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i])))
1934                                         free_diradd(dap);
1935                         while ((dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd)) != NULL)
1936                                 free_diradd(dap);
1937                         /*
1938                          * Copy any directory remove dependencies to the list
1939                          * to be processed after the zero'ed inode is written.
1940                          * If the inode has already been written, then they
1941                          * can be dumped directly onto the work list.
1942                          */
1943                         LIST_FOREACH(dirrem, &pagedep->pd_dirremhd, dm_next) {
1944                                 LIST_REMOVE(dirrem, dm_next);
1945                                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
1946                                 if (inodedep == NULL ||
1947                                     (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) ==
1948                                      ALLCOMPLETE)
1949                                         add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
1950                                 else
1951                                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,
1952                                             &dirrem->dm_list);
1953                         }
1954                         WORKLIST_REMOVE(&pagedep->pd_list);
1955                         LIST_REMOVE(pagedep, pd_hash);
1956                         WORKITEM_FREE(pagedep, D_PAGEDEP);
1957                         continue;
1958
1959                 case D_ALLOCINDIR:
1960                         free_allocindir(WK_ALLOCINDIR(wk), inodedep);
1961                         continue;
1962
1963                 case D_ALLOCDIRECT:
1964                 case D_INODEDEP:
1965                         FREE_LOCK(&lk);
1966                         panic("deallocate_dependencies: Unexpected type %s",
1967                             TYPENAME(wk->wk_type));
1968                         /* NOTREACHED */
1969
1970                 default:
1971                         FREE_LOCK(&lk);
1972                         panic("deallocate_dependencies: Unknown type %s",
1973                             TYPENAME(wk->wk_type));
1974                         /* NOTREACHED */
1975                 }
1976         }
1977 }
1978
1979 /*
1980  * Free an allocdirect. Generate a new freefrag work request if appropriate.
1981  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
1982  */
1983 static void
1984 free_allocdirect(struct allocdirectlst *adphead,
1985                  struct allocdirect *adp, int delay)
1986 {
1987         KKASSERT(lock_held(&lk) > 0);
1988
1989         if ((adp->ad_state & DEPCOMPLETE) == 0)
1990                 LIST_REMOVE(adp, ad_deps);
1991         TAILQ_REMOVE(adphead, adp, ad_next);
1992         if ((adp->ad_state & COMPLETE) == 0)
1993                 WORKLIST_REMOVE(&adp->ad_list);
1994         if (adp->ad_freefrag != NULL) {
1995                 if (delay)
1996                         WORKLIST_INSERT(&adp->ad_inodedep->id_bufwait,
1997                             &adp->ad_freefrag->ff_list);
1998                 else
1999                         add_to_worklist(&adp->ad_freefrag->ff_list);
2000         }
2001         WORKITEM_FREE(adp, D_ALLOCDIRECT);
2002 }
2003
2004 /*
2005  * Prepare an inode to be freed. The actual free operation is not
2006  * done until the zero'ed inode has been written to disk.
2007  */
2008 void
2009 softdep_freefile(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
2010 {
2011         struct inode *ip = VTOI(pvp);
2012         struct inodedep *inodedep;
2013         struct freefile *freefile;
2014
2015         /*
2016          * This sets up the inode de-allocation dependency.
2017          */
2018         freefile = kmalloc(sizeof(struct freefile), M_FREEFILE,
2019                            M_SOFTDEP_FLAGS);
2020         freefile->fx_list.wk_type = D_FREEFILE;
2021         freefile->fx_list.wk_state = 0;
2022         freefile->fx_mode = mode;
2023         freefile->fx_oldinum = ino;
2024         freefile->fx_devvp = ip->i_devvp;
2025         freefile->fx_fs = ip->i_fs;
2026
2027         /*
2028          * If the inodedep does not exist, then the zero'ed inode has
2029          * been written to disk. If the allocated inode has never been
2030          * written to disk, then the on-disk inode is zero'ed. In either
2031          * case we can free the file immediately.
2032          */
2033         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2034         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ino, 0, &inodedep) == 0 ||
2035             check_inode_unwritten(inodedep)) {
2036                 FREE_LOCK(&lk);
2037                 handle_workitem_freefile(freefile);
2038                 return;
2039         }
2040         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_inowait, &freefile->fx_list);
2041         FREE_LOCK(&lk);
2042 }
2043
2044 /*
2045  * Check to see if an inode has never been written to disk. If
2046  * so free the inodedep and return success, otherwise return failure.
2047  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
2048  *
2049  * If we still have a bitmap dependency, then the inode has never
2050  * been written to disk. Drop the dependency as it is no longer
2051  * necessary since the inode is being deallocated. We set the
2052  * ALLCOMPLETE flags since the bitmap now properly shows that the
2053  * inode is not allocated. Even if the inode is actively being
2054  * written, it has been rolled back to its zero'ed state, so we
2055  * are ensured that a zero inode is what is on the disk. For short
2056  * lived files, this change will usually result in removing all the
2057  * dependencies from the inode so that it can be freed immediately.
2058  */
2059 static int
2060 check_inode_unwritten(struct inodedep *inodedep)
2061 {
2062
2063         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) != 0 ||
2064             LIST_FIRST(&inodedep->id_pendinghd) != NULL ||
2065             LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait) != NULL ||
2066             LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait) != NULL ||
2067             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL ||
2068             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt) != NULL ||
2069             inodedep->id_nlinkdelta != 0)
2070                 return (0);
2071
2072         /*
2073          * Another process might be in initiate_write_inodeblock
2074          * trying to allocate memory without holding "Softdep Lock".
2075          */
2076         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) != 0 &&
2077             inodedep->id_savedino == NULL)
2078                 return(0);
2079
2080         inodedep->id_state |= ALLCOMPLETE;
2081         LIST_REMOVE(inodedep, id_deps);
2082         inodedep->id_buf = NULL;
2083         if (inodedep->id_state & ONWORKLIST)
2084                 WORKLIST_REMOVE(&inodedep->id_list);
2085         if (inodedep->id_savedino != NULL) {
2086                 kfree(inodedep->id_savedino, M_INODEDEP);
2087                 inodedep->id_savedino = NULL;
2088         }
2089         if (free_inodedep(inodedep) == 0) {
2090                 FREE_LOCK(&lk);
2091                 panic("check_inode_unwritten: busy inode");
2092         }
2093         return (1);
2094 }
2095
2096 /*
2097  * Try to free an inodedep structure. Return 1 if it could be freed.
2098  */
2099 static int
2100 free_inodedep(struct inodedep *inodedep)
2101 {
2102
2103         if ((inodedep->id_state & ONWORKLIST) != 0 ||
2104             (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE ||
2105             LIST_FIRST(&inodedep->id_pendinghd) != NULL ||
2106             LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait) != NULL ||
2107             LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait) != NULL ||
2108             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL ||
2109             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt) != NULL ||
2110             inodedep->id_nlinkdelta != 0 || inodedep->id_savedino != NULL)
2111                 return (0);
2112         LIST_REMOVE(inodedep, id_hash);
2113         WORKITEM_FREE(inodedep, D_INODEDEP);
2114         num_inodedep -= 1;
2115         return (1);
2116 }
2117
2118 /*
2119  * This workitem routine performs the block de-allocation.
2120  * The workitem is added to the pending list after the updated
2121  * inode block has been written to disk.  As mentioned above,
2122  * checks regarding the number of blocks de-allocated (compared
2123  * to the number of blocks allocated for the file) are also
2124  * performed in this function.
2125  */
2126 static void
2127 handle_workitem_freeblocks(struct freeblks *freeblks)
2128 {
2129         struct inode tip;
2130         ufs_daddr_t bn;
2131         struct fs *fs;
2132         int i, level, bsize;
2133         long nblocks, blocksreleased = 0;
2134         int error, allerror = 0;
2135         ufs_lbn_t baselbns[NIADDR], tmpval;
2136
2137         tip.i_number = freeblks->fb_previousinum;
2138         tip.i_devvp = freeblks->fb_devvp;
2139         tip.i_dev = freeblks->fb_devvp->v_rdev;
2140         tip.i_fs = freeblks->fb_fs;
2141         tip.i_size = freeblks->fb_oldsize;
2142         tip.i_uid = freeblks->fb_uid;
2143         fs = freeblks->fb_fs;
2144         tmpval = 1;
2145         baselbns[0] = NDADDR;
2146         for (i = 1; i < NIADDR; i++) {
2147                 tmpval *= NINDIR(fs);
2148                 baselbns[i] = baselbns[i - 1] + tmpval;
2149         }
2150         nblocks = btodb(fs->fs_bsize);
2151         blocksreleased = 0;
2152         /*
2153          * Indirect blocks first.
2154          */
2155         for (level = (NIADDR - 1); level >= 0; level--) {
2156                 if ((bn = freeblks->fb_iblks[level]) == 0)
2157                         continue;
2158                 if ((error = indir_trunc(&tip, fsbtodoff(fs, bn), level,
2159                     baselbns[level], &blocksreleased)) == 0)
2160                         allerror = error;
2161                 ffs_blkfree(&tip, bn, fs->fs_bsize);
2162                 blocksreleased += nblocks;
2163         }
2164         /*
2165          * All direct blocks or frags.
2166          */
2167         for (i = (NDADDR - 1); i >= 0; i--) {
2168                 if ((bn = freeblks->fb_dblks[i]) == 0)
2169                         continue;
2170                 bsize = blksize(fs, &tip, i);
2171                 ffs_blkfree(&tip, bn, bsize);
2172                 blocksreleased += btodb(bsize);
2173         }
2174
2175 #ifdef DIAGNOSTIC
2176         if (freeblks->fb_chkcnt != blocksreleased)
2177                 kprintf("handle_workitem_freeblocks: block count\n");
2178         if (allerror)
2179                 softdep_error("handle_workitem_freeblks", allerror);
2180 #endif /* DIAGNOSTIC */
2181         WORKITEM_FREE(freeblks, D_FREEBLKS);
2182 }
2183
2184 /*
2185  * Release blocks associated with the inode ip and stored in the indirect
2186  * block at doffset. If level is greater than SINGLE, the block is an
2187  * indirect block and recursive calls to indirtrunc must be used to
2188  * cleanse other indirect blocks.
2189  */
2190 static int
2191 indir_trunc(struct inode *ip, off_t doffset, int level, ufs_lbn_t lbn,
2192             long *countp)
2193 {
2194         struct buf *bp;
2195         ufs_daddr_t *bap;
2196         ufs_daddr_t nb;
2197         struct fs *fs;
2198         struct worklist *wk;
2199         struct indirdep *indirdep;
2200         int i, lbnadd, nblocks;
2201         int error, allerror = 0;
2202
2203         fs = ip->i_fs;
2204         lbnadd = 1;
2205         for (i = level; i > 0; i--)
2206                 lbnadd *= NINDIR(fs);
2207         /*
2208          * Get buffer of block pointers to be freed. This routine is not
2209          * called until the zero'ed inode has been written, so it is safe
2210          * to free blocks as they are encountered. Because the inode has
2211          * been zero'ed, calls to bmap on these blocks will fail. So, we
2212          * have to use the on-disk address and the block device for the
2213          * filesystem to look them up. If the file was deleted before its
2214          * indirect blocks were all written to disk, the routine that set
2215          * us up (deallocate_dependencies) will have arranged to leave
2216          * a complete copy of the indirect block in memory for our use.
2217          * Otherwise we have to read the blocks in from the disk.
2218          */
2219         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2220         if ((bp = findblk(ip->i_devvp, doffset, FINDBLK_TEST)) != NULL &&
2221             (wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
2222                 /*
2223                  * bp must be ir_savebp, which is held locked for our use.
2224                  */
2225                 if (wk->wk_type != D_INDIRDEP ||
2226                     (indirdep = WK_INDIRDEP(wk))->ir_savebp != bp ||
2227                     (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) == 0) {
2228                         FREE_LOCK(&lk);
2229                         panic("indir_trunc: lost indirdep");
2230                 }
2231                 WORKLIST_REMOVE(wk);
2232                 WORKITEM_FREE(indirdep, D_INDIRDEP);
2233                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
2234                         FREE_LOCK(&lk);
2235                         panic("indir_trunc: dangling dep");
2236                 }
2237                 FREE_LOCK(&lk);
2238         } else {
2239                 FREE_LOCK(&lk);
2240                 error = bread(ip->i_devvp, doffset, (int)fs->fs_bsize, &bp);
2241                 if (error)
2242                         return (error);
2243         }
2244         /*
2245          * Recursively free indirect blocks.
2246          */
2247         bap = (ufs_daddr_t *)bp->b_data;
2248         nblocks = btodb(fs->fs_bsize);
2249         for (i = NINDIR(fs) - 1; i >= 0; i--) {
2250                 if ((nb = bap[i]) == 0)
2251                         continue;
2252                 if (level != 0) {
2253                         if ((error = indir_trunc(ip, fsbtodoff(fs, nb),
2254                              level - 1, lbn + (i * lbnadd), countp)) != 0)
2255                                 allerror = error;
2256                 }
2257                 ffs_blkfree(ip, nb, fs->fs_bsize);
2258                 *countp += nblocks;
2259         }
2260         bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
2261         brelse(bp);
2262         return (allerror);
2263 }
2264
2265 /*
2266  * Free an allocindir.
2267  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
2268  */
2269 static void
2270 free_allocindir(struct allocindir *aip, struct inodedep *inodedep)
2271 {
2272         struct freefrag *freefrag;
2273
2274         KKASSERT(lock_held(&lk) > 0);
2275
2276         if ((aip->ai_state & DEPCOMPLETE) == 0)
2277                 LIST_REMOVE(aip, ai_deps);
2278         if (aip->ai_state & ONWORKLIST)
2279                 WORKLIST_REMOVE(&aip->ai_list);
2280         LIST_REMOVE(aip, ai_next);
2281         if ((freefrag = aip->ai_freefrag) != NULL) {
2282                 if (inodedep == NULL)
2283                         add_to_worklist(&freefrag->ff_list);
2284                 else
2285                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,
2286                             &freefrag->ff_list);
2287         }
2288         WORKITEM_FREE(aip, D_ALLOCINDIR);
2289 }
2290
2291 /*
2292  * Directory entry addition dependencies.
2293  *
2294  * When adding a new directory entry, the inode (with its incremented link
2295  * count) must be written to disk before the directory entry's pointer to it.
2296  * Also, if the inode is newly allocated, the corresponding freemap must be
2297  * updated (on disk) before the directory entry's pointer. These requirements
2298  * are met via undo/redo on the directory entry's pointer, which consists
2299  * simply of the inode number.
2300  *
2301  * As directory entries are added and deleted, the free space within a
2302  * directory block can become fragmented.  The ufs filesystem will compact
2303  * a fragmented directory block to make space for a new entry. When this
2304  * occurs, the offsets of previously added entries change. Any "diradd"
2305  * dependency structures corresponding to these entries must be updated with
2306  * the new offsets.
2307  */
2308
2309 /*
2310  * This routine is called after the in-memory inode's link
2311  * count has been incremented, but before the directory entry's
2312  * pointer to the inode has been set.
2313  *
2314  * Parameters:
2315  *      bp:             buffer containing directory block
2316  *      dp:             inode for directory
2317  *      diroffset:      offset of new entry in directory
2318  *      newinum:        inode referenced by new directory entry
2319  *      newdirbp:       non-NULL => contents of new mkdir
2320  */
2321 void
2322 softdep_setup_directory_add(struct buf *bp, struct inode *dp, off_t diroffset,
2323                             ino_t newinum, struct buf *newdirbp)
2324 {
2325         int offset;             /* offset of new entry within directory block */
2326         ufs_lbn_t lbn;          /* block in directory containing new entry */
2327         struct fs *fs;
2328         struct diradd *dap;
2329         struct pagedep *pagedep;
2330         struct inodedep *inodedep;
2331         struct mkdir *mkdir1, *mkdir2;
2332
2333         /*
2334          * Whiteouts have no dependencies.
2335          */
2336         if (newinum == WINO) {
2337                 if (newdirbp != NULL)
2338                         bdwrite(newdirbp);
2339                 return;
2340         }
2341
2342         fs = dp->i_fs;
2343         lbn = lblkno(fs, diroffset);
2344         offset = blkoff(fs, diroffset);
2345         dap = kmalloc(sizeof(struct diradd), M_DIRADD,
2346                       M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
2347         dap->da_list.wk_type = D_DIRADD;
2348         dap->da_offset = offset;
2349         dap->da_newinum = newinum;
2350         dap->da_state = ATTACHED;
2351         if (newdirbp == NULL) {
2352                 dap->da_state |= DEPCOMPLETE;
2353                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2354         } else {
2355                 dap->da_state |= MKDIR_BODY | MKDIR_PARENT;
2356                 mkdir1 = kmalloc(sizeof(struct mkdir), M_MKDIR,
2357                                  M_SOFTDEP_FLAGS);
2358                 mkdir1->md_list.wk_type = D_MKDIR;
2359                 mkdir1->md_state = MKDIR_BODY;
2360                 mkdir1->md_diradd = dap;
2361                 mkdir2 = kmalloc(sizeof(struct mkdir), M_MKDIR,
2362                                  M_SOFTDEP_FLAGS);
2363                 mkdir2->md_list.wk_type = D_MKDIR;
2364                 mkdir2->md_state = MKDIR_PARENT;
2365                 mkdir2->md_diradd = dap;
2366                 /*
2367                  * Dependency on "." and ".." being written to disk.
2368                  */
2369                 mkdir1->md_buf = newdirbp;
2370                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2371                 LIST_INSERT_HEAD(&mkdirlisthd, mkdir1, md_mkdirs);
2372                 WORKLIST_INSERT_BP(newdirbp, &mkdir1->md_list);
2373                 FREE_LOCK(&lk);
2374                 bdwrite(newdirbp);
2375                 /*
2376                  * Dependency on link count increase for parent directory
2377                  */
2378                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2379                 if (inodedep_lookup(dp->i_fs, dp->i_number, 0, &inodedep) == 0
2380                     || (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
2381                         dap->da_state &= ~MKDIR_PARENT;
2382                         WORKITEM_FREE(mkdir2, D_MKDIR);
2383                 } else {
2384                         LIST_INSERT_HEAD(&mkdirlisthd, mkdir2, md_mkdirs);
2385                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,&mkdir2->md_list);
2386                 }
2387         }
2388         /*
2389          * Link into parent directory pagedep to await its being written.
2390          */
2391         if (pagedep_lookup(dp, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
2392                 WORKLIST_INSERT_BP(bp, &pagedep->pd_list);
2393         dap->da_pagedep = pagedep;
2394         LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)], dap,
2395             da_pdlist);
2396         /*
2397          * Link into its inodedep. Put it on the id_bufwait list if the inode
2398          * is not yet written. If it is written, do the post-inode write
2399          * processing to put it on the id_pendinghd list.
2400          */
2401         (void) inodedep_lookup(fs, newinum, DEPALLOC, &inodedep);
2402         if ((inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE)
2403                 diradd_inode_written(dap, inodedep);
2404         else
2405                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &dap->da_list);
2406         FREE_LOCK(&lk);
2407 }
2408
2409 /*
2410  * This procedure is called to change the offset of a directory
2411  * entry when compacting a directory block which must be owned
2412  * exclusively by the caller. Note that the actual entry movement
2413  * must be done in this procedure to ensure that no I/O completions
2414  * occur while the move is in progress.
2415  *
2416  * Parameters:
2417  *      dp:     inode for directory
2418  *      base:           address of dp->i_offset
2419  *      oldloc:         address of old directory location
2420  *      newloc:         address of new directory location
2421  *      entrysize:      size of directory entry
2422  */
2423 void
2424 softdep_change_directoryentry_offset(struct inode *dp, caddr_t base,
2425                                      caddr_t oldloc, caddr_t newloc,
2426                                      int entrysize)
2427 {
2428         int offset, oldoffset, newoffset;
2429         struct pagedep *pagedep;
2430         struct diradd *dap;
2431         ufs_lbn_t lbn;
2432
2433         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2434         lbn = lblkno(dp->i_fs, dp->i_offset);
2435         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2436         if (pagedep_lookup(dp, lbn, 0, &pagedep) == 0)
2437                 goto done;
2438         oldoffset = offset + (oldloc - base);
2439         newoffset = offset + (newloc - base);
2440
2441         LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(oldoffset)], da_pdlist) {
2442                 if (dap->da_offset != oldoffset)
2443                         continue;
2444                 dap->da_offset = newoffset;
2445                 if (DIRADDHASH(newoffset) == DIRADDHASH(oldoffset))
2446                         break;
2447                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
2448                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(newoffset)],
2449                     dap, da_pdlist);
2450                 break;
2451         }
2452         if (dap == NULL) {
2453
2454                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_pendinghd, da_pdlist) {
2455                         if (dap->da_offset == oldoffset) {
2456                                 dap->da_offset = newoffset;
2457                                 break;
2458                         }
2459                 }
2460         }
2461 done:
2462         bcopy(oldloc, newloc, entrysize);
2463         FREE_LOCK(&lk);
2464 }
2465
2466 /*
2467  * Free a diradd dependency structure. This routine must be called
2468  * with splbio interrupts blocked.
2469  */
2470 static void
2471 free_diradd(struct diradd *dap)
2472 {
2473         struct dirrem *dirrem;
2474         struct pagedep *pagedep;
2475         struct inodedep *inodedep;
2476         struct mkdir *mkdir, *nextmd;
2477
2478         KKASSERT(lock_held(&lk) > 0);
2479
2480         WORKLIST_REMOVE(&dap->da_list);
2481         LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
2482         if ((dap->da_state & DIRCHG) == 0) {
2483                 pagedep = dap->da_pagedep;
2484         } else {
2485                 dirrem = dap->da_previous;
2486                 pagedep = dirrem->dm_pagedep;
2487                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2488                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2489         }
2490         if (inodedep_lookup(VFSTOUFS(pagedep->pd_mnt)->um_fs, dap->da_newinum,
2491             0, &inodedep) != 0)
2492                 (void) free_inodedep(inodedep);
2493         if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) != 0) {
2494                 for (mkdir = LIST_FIRST(&mkdirlisthd); mkdir; mkdir = nextmd) {
2495                         nextmd = LIST_NEXT(mkdir, md_mkdirs);
2496                         if (mkdir->md_diradd != dap)
2497                                 continue;
2498                         dap->da_state &= ~mkdir->md_state;
2499                         WORKLIST_REMOVE(&mkdir->md_list);
2500                         LIST_REMOVE(mkdir, md_mkdirs);
2501                         WORKITEM_FREE(mkdir, D_MKDIR);
2502                 }
2503                 if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) != 0) {
2504                         FREE_LOCK(&lk);
2505                         panic("free_diradd: unfound ref");
2506                 }
2507         }
2508         WORKITEM_FREE(dap, D_DIRADD);
2509 }
2510
2511 /*
2512  * Directory entry removal dependencies.
2513  *
2514  * When removing a directory entry, the entry's inode pointer must be
2515  * zero'ed on disk before the corresponding inode's link count is decremented
2516  * (possibly freeing the inode for re-use). This dependency is handled by
2517  * updating the directory entry but delaying the inode count reduction until
2518  * after the directory block has been written to disk. After this point, the
2519  * inode count can be decremented whenever it is convenient.
2520  */
2521
2522 /*
2523  * This routine should be called immediately after removing
2524  * a directory entry.  The inode's link count should not be
2525  * decremented by the calling procedure -- the soft updates
2526  * code will do this task when it is safe.
2527  *
2528  * Parameters:
2529  *      bp:             buffer containing directory block
2530  *      dp:             inode for the directory being modified
2531  *      ip:             inode for directory entry being removed
2532  *      isrmdir:        indicates if doing RMDIR
2533  */
2534 void
2535 softdep_setup_remove(struct buf *bp, struct inode *dp, struct inode *ip,
2536                      int isrmdir)
2537 {
2538         struct dirrem *dirrem, *prevdirrem;
2539
2540         /*
2541          * Allocate a new dirrem if appropriate and ACQUIRE_LOCK.
2542          */
2543         dirrem = newdirrem(bp, dp, ip, isrmdir, &prevdirrem);
2544
2545         /*
2546          * If the COMPLETE flag is clear, then there were no active
2547          * entries and we want to roll back to a zeroed entry until
2548          * the new inode is committed to disk. If the COMPLETE flag is
2549          * set then we have deleted an entry that never made it to
2550          * disk. If the entry we deleted resulted from a name change,
2551          * then the old name still resides on disk. We cannot delete
2552          * its inode (returned to us in prevdirrem) until the zeroed
2553          * directory entry gets to disk. The new inode has never been
2554          * referenced on the disk, so can be deleted immediately.
2555          */
2556         if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2557                 LIST_INSERT_HEAD(&dirrem->dm_pagedep->pd_dirremhd, dirrem,
2558                     dm_next);
2559                 FREE_LOCK(&lk);
2560         } else {
2561                 if (prevdirrem != NULL)
2562                         LIST_INSERT_HEAD(&dirrem->dm_pagedep->pd_dirremhd,
2563                             prevdirrem, dm_next);
2564                 dirrem->dm_dirinum = dirrem->dm_pagedep->pd_ino;
2565                 FREE_LOCK(&lk);
2566                 handle_workitem_remove(dirrem);
2567         }
2568 }
2569
2570 /*
2571  * Allocate a new dirrem if appropriate and return it along with
2572  * its associated pagedep. Called without a lock, returns with lock.
2573  */
2574 static long num_dirrem;         /* number of dirrem allocated */
2575
2576 /*
2577  * Parameters:
2578  *      bp:             buffer containing directory block
2579  *      dp:             inode for the directory being modified
2580  *      ip:             inode for directory entry being removed
2581  *      isrmdir:        indicates if doing RMDIR
2582  *      prevdirremp:    previously referenced inode, if any
2583  */
2584 static struct dirrem *
2585 newdirrem(struct buf *bp, struct inode *dp, struct inode *ip,
2586           int isrmdir, struct dirrem **prevdirremp)
2587 {
2588         int offset;
2589         ufs_lbn_t lbn;
2590         struct diradd *dap;
2591         struct dirrem *dirrem;
2592         struct pagedep *pagedep;
2593
2594         /*
2595          * Whiteouts have no deletion dependencies.
2596          */
2597         if (ip == NULL)
2598                 panic("newdirrem: whiteout");
2599         /*
2600          * If we are over our limit, try to improve the situation.
2601          * Limiting the number of dirrem structures will also limit
2602          * the number of freefile and freeblks structures.
2603          */
2604         if (num_dirrem > max_softdeps / 2 && speedup_syncer() == 0)
2605                 (void) request_cleanup(FLUSH_REMOVE, 0);
2606         num_dirrem += 1;
2607         dirrem = kmalloc(sizeof(struct dirrem), M_DIRREM,
2608                          M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
2609         dirrem->dm_list.wk_type = D_DIRREM;
2610         dirrem->dm_state = isrmdir ? RMDIR : 0;
2611         dirrem->dm_mnt = ITOV(ip)->v_mount;
2612         dirrem->dm_oldinum = ip->i_number;
2613         *prevdirremp = NULL;
2614
2615         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2616         lbn = lblkno(dp->i_fs, dp->i_offset);
2617         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2618         if (pagedep_lookup(dp, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
2619                 WORKLIST_INSERT_BP(bp, &pagedep->pd_list);
2620         dirrem->dm_pagedep = pagedep;
2621         /*
2622          * Check for a diradd dependency for the same directory entry.
2623          * If present, then both dependencies become obsolete and can
2624          * be de-allocated. Check for an entry on both the pd_dirraddhd
2625          * list and the pd_pendinghd list.
2626          */
2627
2628         LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)], da_pdlist)
2629                 if (dap->da_offset == offset)
2630                         break;
2631         if (dap == NULL) {
2632
2633                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_pendinghd, da_pdlist)
2634                         if (dap->da_offset == offset)
2635                                 break;
2636                 if (dap == NULL)
2637                         return (dirrem);
2638         }
2639         /*
2640          * Must be ATTACHED at this point.
2641          */
2642         if ((dap->da_state & ATTACHED) == 0) {
2643                 FREE_LOCK(&lk);
2644                 panic("newdirrem: not ATTACHED");
2645         }
2646         if (dap->da_newinum != ip->i_number) {
2647                 FREE_LOCK(&lk);
2648                 panic("newdirrem: inum %"PRId64" should be %"PRId64,
2649                     ip->i_number, dap->da_newinum);
2650         }
2651         /*
2652          * If we are deleting a changed name that never made it to disk,
2653          * then return the dirrem describing the previous inode (which
2654          * represents the inode currently referenced from this entry on disk).
2655          */
2656         if ((dap->da_state & DIRCHG) != 0) {
2657                 *prevdirremp = dap->da_previous;
2658                 dap->da_state &= ~DIRCHG;
2659                 dap->da_pagedep = pagedep;
2660         }
2661         /*
2662          * We are deleting an entry that never made it to disk.
2663          * Mark it COMPLETE so we can delete its inode immediately.
2664          */
2665         dirrem->dm_state |= COMPLETE;
2666         free_diradd(dap);
2667         return (dirrem);
2668 }
2669
2670 /*
2671  * Directory entry change dependencies.
2672  *
2673  * Changing an existing directory entry requires that an add operation
2674  * be completed first followed by a deletion. The semantics for the addition
2675  * are identical to the description of adding a new entry above except
2676  * that the rollback is to the old inode number rather than zero. Once
2677  * the addition dependency is completed, the removal is done as described
2678  * in the removal routine above.
2679  */
2680
2681 /*
2682  * This routine should be called immediately after changing
2683  * a directory entry.  The inode's link count should not be
2684  * decremented by the calling procedure -- the soft updates
2685  * code will perform this task when it is safe.
2686  *
2687  * Parameters:
2688  *      bp:             buffer containing directory block
2689  *      dp:             inode for the directory being modified
2690  *      ip:             inode for directory entry being removed
2691  *      newinum:        new inode number for changed entry
2692  *      isrmdir:        indicates if doing RMDIR
2693  */
2694 void
2695 softdep_setup_directory_change(struct buf *bp, struct inode *dp,
2696                                struct inode *ip, ino_t newinum,
2697                                int isrmdir)
2698 {
2699         int offset;
2700         struct diradd *dap = NULL;
2701         struct dirrem *dirrem, *prevdirrem;
2702         struct pagedep *pagedep;
2703         struct inodedep *inodedep;
2704
2705         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2706
2707         /*
2708          * Whiteouts do not need diradd dependencies.
2709          */
2710         if (newinum != WINO) {
2711                 dap = kmalloc(sizeof(struct diradd), M_DIRADD,
2712                               M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
2713                 dap->da_list.wk_type = D_DIRADD;
2714                 dap->da_state = DIRCHG | ATTACHED | DEPCOMPLETE;
2715                 dap->da_offset = offset;
2716                 dap->da_newinum = newinum;
2717         }
2718
2719         /*
2720          * Allocate a new dirrem and ACQUIRE_LOCK.
2721          */
2722         dirrem = newdirrem(bp, dp, ip, isrmdir, &prevdirrem);
2723         pagedep = dirrem->dm_pagedep;
2724         /*
2725          * The possible values for isrmdir:
2726          *      0 - non-directory file rename
2727          *      1 - directory rename within same directory
2728          *   inum - directory rename to new directory of given inode number
2729          * When renaming to a new directory, we are both deleting and
2730          * creating a new directory entry, so the link count on the new
2731          * directory should not change. Thus we do not need the followup
2732          * dirrem which is usually done in handle_workitem_remove. We set
2733          * the DIRCHG flag to tell handle_workitem_remove to skip the
2734          * followup dirrem.
2735          */
2736         if (isrmdir > 1)
2737                 dirrem->dm_state |= DIRCHG;
2738
2739         /*
2740          * Whiteouts have no additional dependencies,
2741          * so just put the dirrem on the correct list.
2742          */
2743         if (newinum == WINO) {
2744                 if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2745                         LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_dirremhd, dirrem,
2746                             dm_next);
2747                 } else {
2748                         dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2749                         add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2750                 }
2751                 FREE_LOCK(&lk);
2752                 return;
2753         }
2754
2755         /*
2756          * If the COMPLETE flag is clear, then there were no active
2757          * entries and we want to roll back to the previous inode until
2758          * the new inode is committed to disk. If the COMPLETE flag is
2759          * set, then we have deleted an entry that never made it to disk.
2760          * If the entry we deleted resulted from a name change, then the old
2761          * inode reference still resides on disk. Any rollback that we do
2762          * needs to be to that old inode (returned to us in prevdirrem). If
2763          * the entry we deleted resulted from a create, then there is
2764          * no entry on the disk, so we want to roll back to zero rather
2765          * than the uncommitted inode. In either of the COMPLETE cases we
2766          * want to immediately free the unwritten and unreferenced inode.
2767          */
2768         if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2769                 dap->da_previous = dirrem;
2770         } else {
2771                 if (prevdirrem != NULL) {
2772                         dap->da_previous = prevdirrem;
2773                 } else {
2774                         dap->da_state &= ~DIRCHG;
2775                         dap->da_pagedep = pagedep;
2776                 }
2777                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2778                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2779         }
2780         /*
2781          * Link into its inodedep. Put it on the id_bufwait list if the inode
2782          * is not yet written. If it is written, do the post-inode write
2783          * processing to put it on the id_pendinghd list.
2784          */
2785         if (inodedep_lookup(dp->i_fs, newinum, DEPALLOC, &inodedep) == 0 ||
2786             (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
2787                 dap->da_state |= COMPLETE;
2788                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
2789                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_pendinghd, &dap->da_list);
2790         } else {
2791                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)],
2792                     dap, da_pdlist);
2793                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &dap->da_list);
2794         }
2795         FREE_LOCK(&lk);
2796 }
2797
2798 /*
2799  * Called whenever the link count on an inode is changed.
2800  * It creates an inode dependency so that the new reference(s)
2801  * to the inode cannot be committed to disk until the updated
2802  * inode has been written.
2803  *
2804  * Parameters:
2805  *      ip:     the inode with the increased link count
2806  */
2807 void
2808 softdep_change_linkcnt(struct inode *ip)
2809 {
2810         struct inodedep *inodedep;
2811
2812         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2813         (void) inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, DEPALLOC, &inodedep);
2814         if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2815                 FREE_LOCK(&lk);
2816                 panic("softdep_change_linkcnt: bad delta");
2817         }
2818         inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2819         FREE_LOCK(&lk);
2820 }
2821
2822 /*
2823  * This workitem decrements the inode's link count.
2824  * If the link count reaches zero, the file is removed.
2825  */
2826 static void
2827 handle_workitem_remove(struct dirrem *dirrem)
2828 {
2829         struct inodedep *inodedep;
2830         struct vnode *vp;
2831         struct inode *ip;
2832         ino_t oldinum;
2833         int error;
2834
2835         error = VFS_VGET(dirrem->dm_mnt, NULL, dirrem->dm_oldinum, &vp);
2836         if (error) {
2837                 softdep_error("handle_workitem_remove: vget", error);
2838                 return;
2839         }
2840         ip = VTOI(vp);
2841         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2842         if ((inodedep_lookup(ip->i_fs, dirrem->dm_oldinum, 0, &inodedep)) == 0){
2843                 FREE_LOCK(&lk);
2844                 panic("handle_workitem_remove: lost inodedep");
2845         }
2846         /*
2847          * Normal file deletion.
2848          */
2849         if ((dirrem->dm_state & RMDIR) == 0) {
2850                 ip->i_nlink--;
2851                 ip->i_flag |= IN_CHANGE;
2852                 if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2853                         FREE_LOCK(&lk);
2854                         panic("handle_workitem_remove: bad file delta");
2855                 }
2856                 inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2857                 FREE_LOCK(&lk);
2858                 vput(vp);
2859                 num_dirrem -= 1;
2860                 WORKITEM_FREE(dirrem, D_DIRREM);
2861                 return;
2862         }
2863         /*
2864          * Directory deletion. Decrement reference count for both the
2865          * just deleted parent directory entry and the reference for ".".
2866          * Next truncate the directory to length zero. When the
2867          * truncation completes, arrange to have the reference count on
2868          * the parent decremented to account for the loss of "..".
2869          */
2870         ip->i_nlink -= 2;
2871         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
2872         if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2873                 FREE_LOCK(&lk);
2874                 panic("handle_workitem_remove: bad dir delta");
2875         }
2876         inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2877         FREE_LOCK(&lk);
2878         if ((error = ffs_truncate(vp, (off_t)0, 0, proc0.p_ucred)) != 0)
2879                 softdep_error("handle_workitem_remove: truncate", error);
2880         /*
2881          * Rename a directory to a new parent. Since, we are both deleting
2882          * and creating a new directory entry, the link count on the new
2883          * directory should not change. Thus we skip the followup dirrem.
2884          */
2885         if (dirrem->dm_state & DIRCHG) {
2886                 vput(vp);
2887                 num_dirrem -= 1;
2888                 WORKITEM_FREE(dirrem, D_DIRREM);
2889                 return;
2890         }
2891         /*
2892          * If the inodedep does not exist, then the zero'ed inode has
2893          * been written to disk. If the allocated inode has never been
2894          * written to disk, then the on-disk inode is zero'ed. In either
2895          * case we can remove the file immediately.
2896          */
2897         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2898         dirrem->dm_state = 0;
2899         oldinum = dirrem->dm_oldinum;
2900         dirrem->dm_oldinum = dirrem->dm_dirinum;
2901         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, oldinum, 0, &inodedep) == 0 ||
2902             check_inode_unwritten(inodedep)) {
2903                 FREE_LOCK(&lk);
2904                 vput(vp);
2905                 handle_workitem_remove(dirrem);
2906                 return;
2907         }
2908         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_inowait, &dirrem->dm_list);
2909         FREE_LOCK(&lk);
2910         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
2911         ffs_update(vp, 0);
2912         vput(vp);
2913 }
2914
2915 /*
2916  * Inode de-allocation dependencies.
2917  *
2918  * When an inode's link count is reduced to zero, it can be de-allocated. We
2919  * found it convenient to postpone de-allocation until after the inode is
2920  * written to disk with its new link count (zero).  At this point, all of the
2921  * on-disk inode's block pointers are nullified and, with careful dependency
2922  * list ordering, all dependencies related to the inode will be satisfied and
2923  * the corresponding dependency structures de-allocated.  So, if/when the
2924  * inode is reused, there will be no mixing of old dependencies with new
2925  * ones.  This artificial dependency is set up by the block de-allocation
2926  * procedure above (softdep_setup_freeblocks) and completed by the
2927  * following procedure.
2928  */
2929 static void
2930 handle_workitem_freefile(struct freefile *freefile)
2931 {
2932         struct vnode vp;
2933         struct inode tip;
2934         struct inodedep *idp;
2935         int error;
2936
2937 #ifdef DEBUG
2938         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2939         error = inodedep_lookup(freefile->fx_fs, freefile->fx_oldinum, 0, &idp);
2940         FREE_LOCK(&lk);
2941         if (error)
2942                 panic("handle_workitem_freefile: inodedep survived");
2943 #endif
2944         tip.i_devvp = freefile->fx_devvp;
2945         tip.i_dev = freefile->fx_devvp->v_rdev;
2946         tip.i_fs = freefile->fx_fs;
2947         vp.v_data = &tip;
2948         if ((error = ffs_freefile(&vp, freefile->fx_oldinum, freefile->fx_mode)) != 0)
2949                 softdep_error("handle_workitem_freefile", error);
2950         WORKITEM_FREE(freefile, D_FREEFILE);
2951 }
2952
2953 /*
2954  * Helper function which unlinks marker element from work list and returns
2955  * the next element on the list.
2956  */
2957 static __inline struct worklist *
2958 markernext(struct worklist *marker)
2959 {
2960         struct worklist *next;
2961
2962         next = LIST_NEXT(marker, wk_list);
2963         LIST_REMOVE(marker, wk_list);
2964         return next;
2965 }
2966
2967 /*
2968  * checkread, checkwrite
2969  *
2970  * bioops callback - hold io_token
2971  */
2972 static  int
2973 softdep_checkread(struct buf *bp)
2974 {
2975         /* nothing to do, mp lock not needed */
2976         return(0);
2977 }
2978
2979 /*
2980  * bioops callback - hold io_token
2981  */
2982 static  int
2983 softdep_checkwrite(struct buf *bp)
2984 {
2985         /* nothing to do, mp lock not needed */
2986         return(0);
2987 }
2988
2989 /*
2990  * Disk writes.
2991  *
2992  * The dependency structures constructed above are most actively used when file
2993  * system blocks are written to disk.  No constraints are placed on when a
2994  * block can be written, but unsatisfied update dependencies are made safe by
2995  * modifying (or replacing) the source memory for the duration of the disk
2996  * write.  When the disk write completes, the memory block is again brought
2997  * up-to-date.
2998  *
2999  * In-core inode structure reclamation.
3000  *
3001  * Because there are a finite number of "in-core" inode structures, they are
3002  * reused regularly.  By transferring all inode-related dependencies to the
3003  * in-memory inode block and indexing them separately (via "inodedep"s), we
3004  * can allow "in-core" inode structures to be reused at any time and avoid
3005  * any increase in contention.
3006  *
3007  * Called just before entering the device driver to initiate a new disk I/O.
3008  * The buffer must be locked, thus, no I/O completion operations can occur
3009  * while we are manipulating its associated dependencies.
3010  *
3011  * bioops callback - hold io_token
3012  *
3013  * Parameters:
3014  *      bp:     structure describing disk write to occur
3015  */
3016 static void
3017 softdep_disk_io_initiation(struct buf *bp)
3018 {
3019         struct worklist *wk;
3020         struct worklist marker;
3021         struct indirdep *indirdep;
3022
3023         /*
3024          * We only care about write operations. There should never
3025          * be dependencies for reads.
3026          */
3027         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3028                 panic("softdep_disk_io_initiation: read");
3029
3030         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3031         marker.wk_type = D_LAST + 1;    /* Not a normal workitem */
3032
3033         /*
3034          * Do any necessary pre-I/O processing.
3035          */
3036         for (wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep); wk; wk = markernext(&marker)) {
3037                 LIST_INSERT_AFTER(wk, &marker, wk_list);
3038
3039                 switch (wk->wk_type) {
3040                 case D_PAGEDEP:
3041                         initiate_write_filepage(WK_PAGEDEP(wk), bp);
3042                         continue;
3043
3044                 case D_INODEDEP:
3045                         initiate_write_inodeblock(WK_INODEDEP(wk), bp);
3046                         continue;
3047
3048                 case D_INDIRDEP:
3049                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
3050                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY)
3051                                 panic("disk_io_initiation: indirdep gone");
3052                         /*
3053                          * If there are no remaining dependencies, this
3054                          * will be writing the real pointers, so the
3055                          * dependency can be freed.
3056                          */
3057                         if (LIST_FIRST(&indirdep->ir_deplisthd) == NULL) {
3058                                 indirdep->ir_savebp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
3059                                 brelse(indirdep->ir_savebp);
3060                                 /* inline expand WORKLIST_REMOVE(wk); */
3061                                 wk->wk_state &= ~ONWORKLIST;
3062                                 LIST_REMOVE(wk, wk_list);
3063                                 WORKITEM_FREE(indirdep, D_INDIRDEP);
3064                                 continue;
3065                         }
3066                         /*
3067                          * Replace up-to-date version with safe version.
3068                          */
3069                         indirdep->ir_saveddata = kmalloc(bp->b_bcount,
3070                                                          M_INDIRDEP,
3071                                                          M_SOFTDEP_FLAGS);
3072                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3073                         indirdep->ir_state &= ~ATTACHED;
3074                         indirdep->ir_state |= UNDONE;
3075                         bcopy(bp->b_data, indirdep->ir_saveddata, bp->b_bcount);
3076                         bcopy(indirdep->ir_savebp->b_data, bp->b_data,
3077                             bp->b_bcount);
3078                         FREE_LOCK(&lk);
3079                         continue;
3080
3081                 case D_MKDIR:
3082                 case D_BMSAFEMAP:
3083                 case D_ALLOCDIRECT:
3084                 case D_ALLOCINDIR:
3085                         continue;
3086
3087                 default:
3088                         panic("handle_disk_io_initiation: Unexpected type %s",
3089                             TYPENAME(wk->wk_type));
3090                         /* NOTREACHED */
3091                 }
3092         }
3093         FREE_LOCK(&lk);
3094 }
3095
3096 /*
3097  * Called from within the procedure above to deal with unsatisfied
3098  * allocation dependencies in a directory. The buffer must be locked,
3099  * thus, no I/O completion operations can occur while we are
3100  * manipulating its associated dependencies.
3101  */
3102 static void
3103 initiate_write_filepage(struct pagedep *pagedep, struct buf *bp)
3104 {
3105         struct diradd *dap;
3106         struct direct *ep;
3107         int i;
3108
3109         if (pagedep->pd_state & IOSTARTED) {
3110                 /*
3111                  * This can only happen if there is a driver that does not
3112                  * understand chaining. Here biodone will reissue the call
3113                  * to strategy for the incomplete buffers.
3114                  */
3115                 kprintf("initiate_write_filepage: already started\n");
3116                 return;
3117         }
3118         pagedep->pd_state |= IOSTARTED;
3119         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3120         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
3121                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[i], da_pdlist) {
3122                         ep = (struct direct *)
3123                             ((char *)bp->b_data + dap->da_offset);
3124                         if (ep->d_ino != dap->da_newinum) {
3125                                 FREE_LOCK(&lk);
3126                                 panic("%s: dir inum %d != new %"PRId64,
3127                                     "initiate_write_filepage",
3128                                     ep->d_ino, dap->da_newinum);
3129                         }
3130                         if (dap->da_state & DIRCHG)
3131                                 ep->d_ino = dap->da_previous->dm_oldinum;
3132                         else
3133                                 ep->d_ino = 0;
3134                         dap->da_state &= ~ATTACHED;
3135                         dap->da_state |= UNDONE;
3136                 }
3137         }
3138         FREE_LOCK(&lk);
3139 }
3140
3141 /*
3142  * Called from within the procedure above to deal with unsatisfied
3143  * allocation dependencies in an inodeblock. The buffer must be
3144  * locked, thus, no I/O completion operations can occur while we
3145  * are manipulating its associated dependencies.
3146  *
3147  * Parameters:
3148  *      bp:     The inode block
3149  */
3150 static void
3151 initiate_write_inodeblock(struct inodedep *inodedep, struct buf *bp)
3152 {
3153         struct allocdirect *adp, *lastadp;
3154         struct ufs1_dinode *dp;
3155         struct ufs1_dinode *sip;
3156         struct fs *fs;
3157         ufs_lbn_t prevlbn = 0;
3158         int i, deplist;
3159
3160         if (inodedep->id_state & IOSTARTED)
3161                 panic("initiate_write_inodeblock: already started");
3162         inodedep->id_state |= IOSTARTED;
3163         fs = inodedep->id_fs;
3164         dp = (struct ufs1_dinode *)bp->b_data +
3165             ino_to_fsbo(fs, inodedep->id_ino);
3166         /*
3167          * If the bitmap is not yet written, then the allocated
3168          * inode cannot be written to disk.
3169          */
3170         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) == 0) {
3171                 if (inodedep->id_savedino != NULL)
3172                         panic("initiate_write_inodeblock: already doing I/O");
3173                 sip = kmalloc(sizeof(struct ufs1_dinode), M_INODEDEP,
3174                               M_SOFTDEP_FLAGS);
3175                 inodedep->id_savedino = sip;
3176                 *inodedep->id_savedino = *dp;
3177                 bzero((caddr_t)dp, sizeof(struct ufs1_dinode));
3178                 dp->di_gen = inodedep->id_savedino->di_gen;
3179                 return;
3180         }
3181         /*
3182          * If no dependencies, then there is nothing to roll back.
3183          */
3184         inodedep->id_savedsize = dp->di_size;
3185         if (TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) == NULL)
3186                 return;
3187         /*
3188          * Set the dependencies to busy.
3189          */
3190         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3191         for (deplist = 0, adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp;
3192              adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next)) {
3193 #ifdef DIAGNOSTIC
3194                 if (deplist != 0 && prevlbn >= adp->ad_lbn) {
3195                         FREE_LOCK(&lk);
3196                         panic("softdep_write_inodeblock: lbn order");
3197                 }
3198                 prevlbn = adp->ad_lbn;
3199                 if (adp->ad_lbn < NDADDR &&
3200                     dp->di_db[adp->ad_lbn] != adp->ad_newblkno) {
3201                         FREE_LOCK(&lk);
3202                         panic("%s: direct pointer #%ld mismatch %d != %d",
3203                             "softdep_write_inodeblock", adp->ad_lbn,
3204                             dp->di_db[adp->ad_lbn], adp->ad_newblkno);
3205                 }
3206                 if (adp->ad_lbn >= NDADDR &&
3207                     dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] != adp->ad_newblkno) {
3208                         FREE_LOCK(&lk);
3209                         panic("%s: indirect pointer #%ld mismatch %d != %d",
3210                             "softdep_write_inodeblock", adp->ad_lbn - NDADDR,
3211                             dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR], adp->ad_newblkno);
3212                 }
3213                 deplist |= 1 << adp->ad_lbn;
3214                 if ((adp->ad_state & ATTACHED) == 0) {
3215                         FREE_LOCK(&lk);
3216                         panic("softdep_write_inodeblock: Unknown state 0x%x",
3217                             adp->ad_state);
3218                 }
3219 #endif /* DIAGNOSTIC */
3220                 adp->ad_state &= ~ATTACHED;
3221                 adp->ad_state |= UNDONE;
3222         }
3223         /*
3224          * The on-disk inode cannot claim to be any larger than the last
3225          * fragment that has been written. Otherwise, the on-disk inode
3226          * might have fragments that were not the last block in the file
3227          * which would corrupt the filesystem.
3228          */
3229         for (lastadp = NULL, adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp;
3230              lastadp = adp, adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next)) {
3231                 if (adp->ad_lbn >= NDADDR)
3232                         break;
3233                 dp->di_db[adp->ad_lbn] = adp->ad_oldblkno;
3234                 /* keep going until hitting a rollback to a frag */
3235                 if (adp->ad_oldsize == 0 || adp->ad_oldsize == fs->fs_bsize)
3236                         continue;
3237                 dp->di_size = fs->fs_bsize * adp->ad_lbn + adp->ad_oldsize;
3238                 for (i = adp->ad_lbn + 1; i < NDADDR; i++) {
3239 #ifdef DIAGNOSTIC
3240                         if (dp->di_db[i] != 0 && (deplist & (1 << i)) == 0) {
3241                                 FREE_LOCK(&lk);
3242                                 panic("softdep_write_inodeblock: lost dep1");
3243                         }
3244 #endif /* DIAGNOSTIC */
3245                         dp->di_db[i] = 0;
3246                 }
3247                 for (i = 0; i < NIADDR; i++) {
3248 #ifdef DIAGNOSTIC
3249                         if (dp->di_ib[i] != 0 &&
3250                             (deplist & ((1 << NDADDR) << i)) == 0) {
3251                                 FREE_LOCK(&lk);
3252                                 panic("softdep_write_inodeblock: lost dep2");
3253                         }
3254 #endif /* DIAGNOSTIC */
3255                         dp->di_ib[i] = 0;
3256                 }
3257                 FREE_LOCK(&lk);
3258                 return;
3259         }
3260         /*
3261          * If we have zero'ed out the last allocated block of the file,
3262          * roll back the size to the last currently allocated block.
3263          * We know that this last allocated block is a full-sized as
3264          * we already checked for fragments in the loop above.
3265          */
3266         if (lastadp != NULL &&
3267             dp->di_size <= (lastadp->ad_lbn + 1) * fs->fs_bsize) {
3268                 for (i = lastadp->ad_lbn; i >= 0; i--)
3269                         if (dp->di_db[i] != 0)
3270                                 break;
3271                 dp->di_size = (i + 1) * fs->fs_bsize;
3272         }
3273         /*
3274          * The only dependencies are for indirect blocks.
3275          *
3276          * The file size for indirect block additions is not guaranteed.
3277          * Such a guarantee would be non-trivial to achieve. The conventional
3278          * synchronous write implementation also does not make this guarantee.
3279          * Fsck should catch and fix discrepancies. Arguably, the file size
3280          * can be over-estimated without destroying integrity when the file
3281          * moves into the indirect blocks (i.e., is large). If we want to
3282          * postpone fsck, we are stuck with this argument.
3283          */
3284         for (; adp; adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next))
3285                 dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] = 0;
3286         FREE_LOCK(&lk);
3287 }
3288
3289 /*
3290  * This routine is called during the completion interrupt
3291  * service routine for a disk write (from the procedure called
3292  * by the device driver to inform the filesystem caches of
3293  * a request completion).  It should be called early in this
3294  * procedure, before the block is made available to other
3295  * processes or other routines are called.
3296  *
3297  * bioops callback - hold io_token
3298  *
3299  * Parameters:
3300  *      bp:     describes the completed disk write
3301  */
3302 static void
3303 softdep_disk_write_complete(struct buf *bp)
3304 {
3305         struct worklist *wk;
3306         struct workhead reattach;
3307         struct newblk *newblk;
3308         struct allocindir *aip;
3309         struct allocdirect *adp;
3310         struct indirdep *indirdep;
3311         struct inodedep *inodedep;
3312         struct bmsafemap *bmsafemap;
3313
3314         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3315
3316         LIST_INIT(&reattach);
3317         while ((wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
3318                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3319                 switch (wk->wk_type) {
3320
3321                 case D_PAGEDEP:
3322                         if (handle_written_filepage(WK_PAGEDEP(wk), bp))
3323                                 WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3324                         continue;
3325
3326                 case D_INODEDEP:
3327                         if (handle_written_inodeblock(WK_INODEDEP(wk), bp))
3328                                 WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3329                         continue;
3330
3331                 case D_BMSAFEMAP:
3332                         bmsafemap = WK_BMSAFEMAP(wk);
3333                         while ((newblk = LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_newblkhd))) {
3334                                 newblk->nb_state |= DEPCOMPLETE;
3335                                 newblk->nb_bmsafemap = NULL;
3336                                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
3337                         }
3338                         while ((adp =
3339                            LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_allocdirecthd))) {
3340                                 adp->ad_state |= DEPCOMPLETE;
3341                                 adp->ad_buf = NULL;
3342                                 LIST_REMOVE(adp, ad_deps);
3343                                 handle_allocdirect_partdone(adp);
3344                         }
3345                         while ((aip =
3346                             LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_allocindirhd))) {
3347                                 aip->ai_state |= DEPCOMPLETE;
3348                                 aip->ai_buf = NULL;
3349                                 LIST_REMOVE(aip, ai_deps);
3350                                 handle_allocindir_partdone(aip);
3351                         }
3352                         while ((inodedep =
3353                              LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_inodedephd)) != NULL) {
3354                                 inodedep->id_state |= DEPCOMPLETE;
3355                                 LIST_REMOVE(inodedep, id_deps);
3356                                 inodedep->id_buf = NULL;
3357                         }
3358                         WORKITEM_FREE(bmsafemap, D_BMSAFEMAP);
3359                         continue;
3360
3361                 case D_MKDIR:
3362                         handle_written_mkdir(WK_MKDIR(wk), MKDIR_BODY);
3363                         continue;
3364
3365                 case D_ALLOCDIRECT:
3366                         adp = WK_ALLOCDIRECT(wk);
3367                         adp->ad_state |= COMPLETE;
3368                         handle_allocdirect_partdone(adp);
3369                         continue;
3370
3371                 case D_ALLOCINDIR:
3372                         aip = WK_ALLOCINDIR(wk);
3373                         aip->ai_state |= COMPLETE;
3374                         handle_allocindir_partdone(aip);
3375                         continue;
3376
3377                 case D_INDIRDEP:
3378                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
3379                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) {
3380                                 panic("disk_write_complete: indirdep gone");
3381                         }
3382                         bcopy(indirdep->ir_saveddata, bp->b_data, bp->b_bcount);
3383                         kfree(indirdep->ir_saveddata, M_INDIRDEP);
3384                         indirdep->ir_saveddata = 0;
3385                         indirdep->ir_state &= ~UNDONE;
3386                         indirdep->ir_state |= ATTACHED;
3387                         while ((aip = LIST_FIRST(&indirdep->ir_donehd)) != NULL) {
3388                                 handle_allocindir_partdone(aip);
3389                                 if (aip == LIST_FIRST(&indirdep->ir_donehd)) {
3390                                         panic("disk_write_complete: not gone");
3391                                 }
3392                         }
3393                         WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3394                         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3395                                 stat_indir_blk_ptrs++;
3396                         bdirty(bp);
3397                         continue;
3398
3399                 default:
3400                         panic("handle_disk_write_complete: Unknown type %s",
3401                             TYPENAME(wk->wk_type));
3402                         /* NOTREACHED */
3403                 }
3404         }
3405         /*
3406          * Reattach any requests that must be redone.
3407          */
3408         while ((wk = LIST_FIRST(&reattach)) != NULL) {
3409                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3410                 WORKLIST_INSERT_BP(bp, wk);
3411         }
3412
3413         FREE_LOCK(&lk);
3414 }
3415
3416 /*
3417  * Called from within softdep_disk_write_complete above. Note that
3418  * this routine is always called from interrupt level with further
3419  * splbio interrupts blocked.
3420  *
3421  * Parameters:
3422  *      adp:    the completed allocdirect
3423  */
3424 static void
3425 handle_allocdirect_partdone(struct allocdirect *adp)
3426 {
3427         struct allocdirect *listadp;
3428         struct inodedep *inodedep;
3429         long bsize;
3430
3431         if ((adp->ad_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3432                 return;
3433         if (adp->ad_buf != NULL)
3434                 panic("handle_allocdirect_partdone: dangling dep");
3435
3436         /*
3437          * The on-disk inode cannot claim to be any larger than the last
3438          * fragment that has been written. Otherwise, the on-disk inode
3439          * might have fragments that were not the last block in the file
3440          * which would corrupt the filesystem. Thus, we cannot free any
3441          * allocdirects after one whose ad_oldblkno claims a fragment as
3442          * these blocks must be rolled back to zero before writing the inode.
3443          * We check the currently active set of allocdirects in id_inoupdt.
3444          */
3445         inodedep = adp->ad_inodedep;
3446         bsize = inodedep->id_fs->fs_bsize;
3447         TAILQ_FOREACH(listadp, &inodedep->id_inoupdt, ad_next) {
3448                 /* found our block */
3449                 if (listadp == adp)
3450                         break;
3451                 /* continue if ad_oldlbn is not a fragment */
3452                 if (listadp->ad_oldsize == 0 ||
3453                     listadp->ad_oldsize == bsize)
3454                         continue;
3455                 /* hit a fragment */
3456                 return;
3457         }
3458         /*
3459          * If we have reached the end of the current list without
3460          * finding the just finished dependency, then it must be
3461          * on the future dependency list. Future dependencies cannot
3462          * be freed until they are moved to the current list.
3463          */
3464         if (listadp == NULL) {
3465 #ifdef DEBUG
3466                 TAILQ_FOREACH(listadp, &inodedep->id_newinoupdt, ad_next)
3467                         /* found our block */
3468                         if (listadp == adp)
3469                                 break;
3470                 if (listadp == NULL)
3471                         panic("handle_allocdirect_partdone: lost dep");
3472 #endif /* DEBUG */
3473                 return;
3474         }
3475         /*
3476          * If we have found the just finished dependency, then free
3477          * it along with anything that follows it that is complete.
3478          */
3479         for (; adp; adp = listadp) {
3480                 listadp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next);
3481                 if ((adp->ad_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3482                         return;
3483                 free_allocdirect(&inodedep->id_inoupdt, adp, 1);
3484         }
3485 }
3486
3487 /*
3488  * Called from within softdep_disk_write_complete above. Note that
3489  * this routine is always called from interrupt level with further
3490  * splbio interrupts blocked.
3491  *
3492  * Parameters:
3493  *      aip:    the completed allocindir
3494  */
3495 static void
3496 handle_allocindir_partdone(struct allocindir *aip)
3497 {
3498         struct indirdep *indirdep;
3499
3500         if ((aip->ai_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3501                 return;
3502         if (aip->ai_buf != NULL)
3503                 panic("handle_allocindir_partdone: dangling dependency");
3504
3505         indirdep = aip->ai_indirdep;
3506         if (indirdep->ir_state & UNDONE) {
3507                 LIST_REMOVE(aip, ai_next);
3508                 LIST_INSERT_HEAD(&indirdep->ir_donehd, aip, ai_next);
3509                 return;
3510         }
3511         ((ufs_daddr_t *)indirdep->ir_savebp->b_data)[aip->ai_offset] =
3512             aip->ai_newblkno;
3513         LIST_REMOVE(aip, ai_next);
3514         if (aip->ai_freefrag != NULL)
3515                 add_to_worklist(&aip->ai_freefrag->ff_list);
3516         WORKITEM_FREE(aip, D_ALLOCINDIR);
3517 }
3518
3519 /*
3520  * Called from within softdep_disk_write_complete above to restore
3521  * in-memory inode block contents to their most up-to-date state. Note
3522  * that this routine is always called from interrupt level with further
3523  * splbio interrupts blocked.
3524  *
3525  * Parameters:
3526  *      bp:     buffer containing the inode block
3527  */
3528 static int
3529 handle_written_inodeblock(struct inodedep *inodedep, struct buf *bp)
3530 {
3531         struct worklist *wk, *filefree;
3532         struct allocdirect *adp, *nextadp;
3533         struct ufs1_dinode *dp;
3534         int hadchanges;
3535
3536         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) == 0)
3537                 panic("handle_written_inodeblock: not started");
3538
3539         inodedep->id_state &= ~IOSTARTED;
3540         dp = (struct ufs1_dinode *)bp->b_data +
3541             ino_to_fsbo(inodedep->id_fs, inodedep->id_ino);
3542         /*
3543          * If we had to rollback the inode allocation because of
3544          * bitmaps being incomplete, then simply restore it.
3545          * Keep the block dirty so that it will not be reclaimed until
3546          * all associated dependencies have been cleared and the
3547          * corresponding updates written to disk.
3548          */
3549         if (inodedep->id_savedino != NULL) {
3550                 *dp = *inodedep->id_savedino;
3551                 kfree(inodedep->id_savedino, M_INODEDEP);
3552                 inodedep->id_savedino = NULL;
3553                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3554                         stat_inode_bitmap++;
3555                 bdirty(bp);
3556                 return (1);
3557         }
3558         inodedep->id_state |= COMPLETE;
3559         /*
3560          * Roll forward anything that had to be rolled back before
3561          * the inode could be updated.
3562          */
3563         hadchanges = 0;
3564         for (adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp; adp = nextadp) {
3565                 nextadp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next);
3566                 if (adp->ad_state & ATTACHED)
3567                         panic("handle_written_inodeblock: new entry");
3568
3569                 if (adp->ad_lbn < NDADDR) {
3570                         if (dp->di_db[adp->ad_lbn] != adp->ad_oldblkno) {
3571                                 panic("%s: %s #%ld mismatch %d != %d",
3572                                     "handle_written_inodeblock",
3573                                     "direct pointer", adp->ad_lbn,
3574                                     dp->di_db[adp->ad_lbn], adp->ad_oldblkno);
3575                         }
3576                         dp->di_db[adp->ad_lbn] = adp->ad_newblkno;
3577                 } else {
3578                         if (dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] != 0) {
3579                                 panic("%s: %s #%ld allocated as %d",
3580                                     "handle_written_inodeblock",
3581                                     "indirect pointer", adp->ad_lbn - NDADDR,
3582                                     dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR]);
3583                         }
3584                         dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] = adp->ad_newblkno;
3585                 }
3586                 adp->ad_state &= ~UNDONE;
3587                 adp->ad_state |= ATTACHED;
3588                 hadchanges = 1;
3589         }
3590         if (hadchanges && (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3591                 stat_direct_blk_ptrs++;
3592         /*
3593          * Reset the file size to its most up-to-date value.
3594          */
3595         if (inodedep->id_savedsize == -1) {
3596                 panic("handle_written_inodeblock: bad size");
3597         }
3598         if (dp->di_size != inodedep->id_savedsize) {
3599                 dp->di_size = inodedep->id_savedsize;
3600                 hadchanges = 1;
3601         }
3602         inodedep->id_savedsize = -1;
3603         /*
3604          * If there were any rollbacks in the inode block, then it must be
3605          * marked dirty so that its will eventually get written back in
3606          * its correct form.
3607          */
3608         if (hadchanges)
3609                 bdirty(bp);
3610         /*
3611          * Process any allocdirects that completed during the update.
3612          */
3613         if ((adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt)) != NULL)
3614                 handle_allocdirect_partdone(adp);
3615         /*
3616          * Process deallocations that were held pending until the
3617          * inode had been written to disk. Freeing of the inode
3618          * is delayed until after all blocks have been freed to
3619          * avoid creation of new <vfsid, inum, lbn> triples
3620          * before the old ones have been deleted.
3621          */
3622         filefree = NULL;
3623         while ((wk = LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait)) != NULL) {
3624                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3625                 switch (wk->wk_type) {
3626
3627                 case D_FREEFILE:
3628                         /*
3629                          * We defer adding filefree to the worklist until
3630                          * all other additions have been made to ensure
3631                          * that it will be done after all the old blocks
3632                          * have been freed.
3633                          */
3634                         if (filefree != NULL) {
3635                                 panic("handle_written_inodeblock: filefree");
3636                         }
3637                         filefree = wk;
3638                         continue;
3639
3640                 case D_MKDIR:
3641                         handle_written_mkdir(WK_MKDIR(wk), MKDIR_PARENT);
3642                         continue;
3643
3644                 case D_DIRADD:
3645                         diradd_inode_written(WK_DIRADD(wk), inodedep);
3646                         continue;
3647
3648                 case D_FREEBLKS:
3649                         wk->wk_state |= COMPLETE;
3650                         if ((wk->wk_state  & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3651                                 continue;
3652                         /* -- fall through -- */
3653                 case D_FREEFRAG:
3654                 case D_DIRREM:
3655                         add_to_worklist(wk);
3656                         continue;
3657
3658                 default:
3659                         panic("handle_written_inodeblock: Unknown type %s",
3660                             TYPENAME(wk->wk_type));
3661                         /* NOTREACHED */
3662                 }
3663         }
3664         if (filefree != NULL) {
3665                 if (free_inodedep(inodedep) == 0) {
3666                         panic("handle_written_inodeblock: live inodedep");
3667                 }
3668                 add_to_worklist(filefree);
3669                 return (0);
3670         }
3671
3672         /*
3673          * If no outstanding dependencies, free it.
3674          */
3675         if (free_inodedep(inodedep) || TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) == 0)
3676                 return (0);
3677         return (hadchanges);
3678 }
3679
3680 /*
3681  * Process a diradd entry after its dependent inode has been written.
3682  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
3683  */
3684 static void
3685 diradd_inode_written(struct diradd *dap, struct inodedep *inodedep)
3686 {
3687         struct pagedep *pagedep;
3688
3689         dap->da_state |= COMPLETE;
3690         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3691                 if (dap->da_state & DIRCHG)
3692                         pagedep = dap->da_previous->dm_pagedep;
3693                 else
3694                         pagedep = dap->da_pagedep;
3695                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3696                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
3697         }
3698         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_pendinghd, &dap->da_list);
3699 }
3700
3701 /*
3702  * Handle the completion of a mkdir dependency.
3703  */
3704 static void
3705 handle_written_mkdir(struct mkdir *mkdir, int type)
3706 {
3707         struct diradd *dap;
3708         struct pagedep *pagedep;
3709
3710         if (mkdir->md_state != type) {
3711                 panic("handle_written_mkdir: bad type");
3712         }
3713         dap = mkdir->md_diradd;
3714         dap->da_state &= ~type;
3715         if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) == 0)
3716                 dap->da_state |= DEPCOMPLETE;
3717         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3718                 if (dap->da_state & DIRCHG)
3719                         pagedep = dap->da_previous->dm_pagedep;
3720                 else
3721                         pagedep = dap->da_pagedep;
3722                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3723                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
3724         }
3725         LIST_REMOVE(mkdir, md_mkdirs);
3726         WORKITEM_FREE(mkdir, D_MKDIR);
3727 }
3728
3729 /*
3730  * Called from within softdep_disk_write_complete above.
3731  * A write operation was just completed. Removed inodes can
3732  * now be freed and associated block pointers may be committed.
3733  * Note that this routine is always called from interrupt level
3734  * with further splbio interrupts blocked.
3735  *
3736  * Parameters:
3737  *      bp:     buffer containing the written page
3738  */
3739 static int
3740 handle_written_filepage(struct pagedep *pagedep, struct buf *bp)
3741 {
3742         struct dirrem *dirrem;
3743         struct diradd *dap, *nextdap;
3744         struct direct *ep;
3745         int i, chgs;
3746
3747         if ((pagedep->pd_state & IOSTARTED) == 0) {
3748                 panic("handle_written_filepage: not started");
3749         }
3750         pagedep->pd_state &= ~IOSTARTED;
3751         /*
3752          * Process any directory removals that have been committed.
3753          */
3754         while ((dirrem = LIST_FIRST(&pagedep->pd_dirremhd)) != NULL) {
3755                 LIST_REMOVE(dirrem, dm_next);
3756                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
3757                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
3758         }
3759         /*
3760          * Free any directory additions that have been committed.
3761          */
3762         while ((dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd)) != NULL)
3763                 free_diradd(dap);
3764         /*
3765          * Uncommitted directory entries must be restored.
3766          */
3767         for (chgs = 0, i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
3768                 for (dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i]); dap;
3769                      dap = nextdap) {
3770                         nextdap = LIST_NEXT(dap, da_pdlist);
3771                         if (dap->da_state & ATTACHED) {
3772                                 panic("handle_written_filepage: attached");
3773                         }
3774                         ep = (struct direct *)
3775                             ((char *)bp->b_data + dap->da_offset);
3776                         ep->d_ino = dap->da_newinum;
3777                         dap->da_state &= ~UNDONE;
3778                         dap->da_state |= ATTACHED;
3779                         chgs = 1;
3780                         /*
3781                          * If the inode referenced by the directory has
3782                          * been written out, then the dependency can be
3783                          * moved to the pending list.
3784                          */
3785                         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3786                                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3787                                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap,
3788                                     da_pdlist);
3789                         }
3790                 }
3791         }
3792         /*
3793          * If there were any rollbacks in the directory, then it must be
3794          * marked dirty so that its will eventually get written back in
3795          * its correct form.
3796          */
3797         if (chgs) {
3798                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3799                         stat_dir_entry++;
3800                 bdirty(bp);
3801         }
3802         /*
3803          * If no dependencies remain, the pagedep will be freed.
3804          * Otherwise it will remain to update the page before it
3805          * is written back to disk.
3806          */
3807         if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd) == 0) {
3808                 for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
3809                         if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i]) != NULL)
3810                                 break;
3811                 if (i == DAHASHSZ) {
3812                         LIST_REMOVE(pagedep, pd_hash);
3813                         WORKITEM_FREE(pagedep, D_PAGEDEP);
3814                         return (0);
3815                 }
3816         }
3817         return (1);
3818 }
3819
3820 /*
3821  * Writing back in-core inode structures.
3822  *
3823  * The filesystem only accesses an inode's contents when it occupies an
3824  * "in-core" inode structure.  These "in-core" structures are separate from
3825  * the page frames used to cache inode blocks.  Only the latter are
3826  * transferred to/from the disk.  So, when the updated contents of the
3827  * "in-core" inode structure are copied to the corresponding in-memory inode
3828  * block, the dependencies are also transferred.  The following procedure is
3829  * called when copying a dirty "in-core" inode to a cached inode block.
3830  */
3831
3832 /*
3833  * Called when an inode is loaded from disk. If the effective link count
3834  * differed from the actual link count when it was last flushed, then we
3835  * need to ensure that the correct effective link count is put back.
3836  *
3837  * Parameters:
3838  *      ip:     the "in_core" copy of the inode
3839  */
3840 void
3841 softdep_load_inodeblock(struct inode *ip)
3842 {
3843         struct inodedep *inodedep;
3844
3845         /*
3846          * Check for alternate nlink count.
3847          */
3848         ip->i_effnlink = ip->i_nlink;
3849         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3850         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, 0, &inodedep) == 0) {
3851                 FREE_LOCK(&lk);
3852                 return;
3853         }
3854         ip->i_effnlink -= inodedep->id_nlinkdelta;
3855         FREE_LOCK(&lk);
3856 }
3857
3858 /*
3859  * This routine is called just before the "in-core" inode
3860  * information is to be copied to the in-memory inode block.
3861  * Recall that an inode block contains several inodes. If
3862  * the force flag is set, then the dependencies will be
3863  * cleared so that the update can always be made. Note that
3864  * the buffer is locked when this routine is called, so we
3865  * will never be in the middle of writing the inode block
3866  * to disk.
3867  *
3868  * Parameters:
3869  *      ip:             the "in_core" copy of the inode
3870  *      bp:             the buffer containing the inode block
3871  *      waitfor:        nonzero => update must be allowed
3872  */
3873 void
3874 softdep_update_inodeblock(struct inode *ip, struct buf *bp,
3875                           int waitfor)
3876 {
3877         struct inodedep *inodedep;
3878         struct worklist *wk;
3879         int error, gotit;
3880
3881         /*
3882          * If the effective link count is not equal to the actual link
3883          * count, then we must track the difference in an inodedep while
3884          * the inode is (potentially) tossed out of the cache. Otherwise,
3885          * if there is no existing inodedep, then there are no dependencies
3886          * to track.
3887          */
3888         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3889         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, 0, &inodedep) == 0) {
3890                 FREE_LOCK(&lk);
3891                 if (ip->i_effnlink != ip->i_nlink)
3892                         panic("softdep_update_inodeblock: bad link count");
3893                 return;
3894         }
3895         if (inodedep->id_nlinkdelta != ip->i_nlink - ip->i_effnlink) {
3896                 FREE_LOCK(&lk);
3897                 panic("softdep_update_inodeblock: bad delta");
3898         }
3899         /*
3900          * Changes have been initiated. Anything depending on these
3901          * changes cannot occur until this inode has been written.
3902          */
3903         inodedep->id_state &= ~COMPLETE;
3904         if ((inodedep->id_state & ONWORKLIST) == 0)
3905                 WORKLIST_INSERT_BP(bp, &inodedep->id_list);
3906         /*
3907          * Any new dependencies associated with the incore inode must
3908          * now be moved to the list associated with the buffer holding
3909          * the in-memory copy of the inode. Once merged process any
3910          * allocdirects that are completed by the merger.
3911          */
3912         merge_inode_lists(inodedep);
3913         if (TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL)
3914                 handle_allocdirect_partdone(TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt));
3915         /*
3916          * Now that the inode has been pushed into the buffer, the
3917          * operations dependent on the inode being written to disk
3918          * can be moved to the id_bufwait so that they will be
3919          * processed when the buffer I/O completes.
3920          */
3921         while ((wk = LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait)) != NULL) {
3922                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3923                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, wk);
3924         }
3925         /*
3926          * Newly allocated inodes cannot be written until the bitmap
3927          * that allocates them have been written (indicated by
3928          * DEPCOMPLETE being set in id_state). If we are doing a
3929          * forced sync (e.g., an fsync on a file), we force the bitmap
3930          * to be written so that the update can be done.
3931          */
3932         if (waitfor == 0) {
3933                 FREE_LOCK(&lk);
3934                 return;
3935         }
3936 retry:
3937         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) != 0) {
3938                 FREE_LOCK(&lk);
3939                 return;
3940         }
3941         gotit = getdirtybuf(&inodedep->id_buf, MNT_WAIT);
3942         if (gotit == 0) {
3943                 if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, 0, &inodedep) != 0)
3944                         goto retry;
3945                 FREE_LOCK(&lk);
3946                 return;
3947         }
3948         FREE_LOCK(&lk);
3949         if ((error = bwrite(inodedep->id_buf)) != 0)
3950                 softdep_error("softdep_update_inodeblock: bwrite", error);
3951 }
3952
3953 /*
3954  * Merge the new inode dependency list (id_newinoupdt) into the old
3955  * inode dependency list (id_inoupdt). This routine must be called
3956  * with splbio interrupts blocked.
3957  */
3958 static void
3959 merge_inode_lists(struct inodedep *inodedep)
3960 {
3961         struct allocdirect *listadp, *newadp;
3962
3963         newadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt);
3964         for (listadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); listadp && newadp;) {
3965                 if (listadp->ad_lbn < newadp->ad_lbn) {
3966                         listadp = TAILQ_NEXT(listadp, ad_next);
3967                         continue;
3968                 }
3969                 TAILQ_REMOVE(&inodedep->id_newinoupdt, newadp, ad_next);
3970                 TAILQ_INSERT_BEFORE(listadp, newadp, ad_next);
3971                 if (listadp->ad_lbn == newadp->ad_lbn) {
3972                         allocdirect_merge(&inodedep->id_inoupdt, newadp,
3973                             listadp);
3974                         listadp = newadp;
3975                 }
3976                 newadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt);
3977         }
3978         while ((newadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt)) != NULL) {
3979                 TAILQ_REMOVE(&inodedep->id_newinoupdt, newadp, ad_next);
3980                 TAILQ_INSERT_TAIL(&inodedep->id_inoupdt, newadp, ad_next);
3981         }
3982 }
3983
3984 /*
3985  * If we are doing an fsync, then we must ensure that any directory
3986  * entries for the inode have been written after the inode gets to disk.
3987  *
3988  * bioops callback - hold io_token
3989  *
3990  * Parameters:
3991  *      vp:     the "in_core" copy of the inode
3992  */
3993 static int
3994 softdep_fsync(struct vnode *vp)
3995 {
3996         struct inodedep *inodedep;
3997         struct pagedep *pagedep;
3998         struct worklist *wk;
3999         struct diradd *dap;
4000         struct mount *mnt;
4001         struct vnode *pvp;
4002         struct inode *ip;
4003         struct buf *bp;
4004         struct fs *fs;
4005         int error, flushparent;
4006         ino_t parentino;
4007         ufs_lbn_t lbn;
4008
4009         /*
4010          * Move check from original kernel code, possibly not needed any
4011          * more with the per-mount bioops.
4012          */
4013         if ((vp->v_mount->mnt_flag & MNT_SOFTDEP) == 0)
4014                 return (0);
4015
4016         ip = VTOI(vp);
4017         fs = ip->i_fs;
4018         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4019         if (inodedep_lookup(fs, ip->i_number, 0, &inodedep) == 0) {
4020                 FREE_LOCK(&lk);
4021                 return (0);
4022         }
4023         if (LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait) != NULL ||
4024             LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait) != NULL ||
4025             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL ||
4026             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt) != NULL) {
4027                 FREE_LOCK(&lk);
4028                 panic("softdep_fsync: pending ops");
4029         }
4030         for (error = 0, flushparent = 0; ; ) {
4031                 if ((wk = LIST_FIRST(&inodedep->id_pendinghd)) == NULL)
4032                         break;
4033                 if (wk->wk_type != D_DIRADD) {
4034                         FREE_LOCK(&lk);
4035                         panic("softdep_fsync: Unexpected type %s",
4036                             TYPENAME(wk->wk_type));
4037                 }
4038                 dap = WK_DIRADD(wk);
4039                 /*
4040                  * Flush our parent if this directory entry
4041                  * has a MKDIR_PARENT dependency.
4042                  */
4043                 if (dap->da_state & DIRCHG)
4044                         pagedep = dap->da_previous->dm_pagedep;
4045                 else
4046                         pagedep = dap->da_pagedep;
4047                 mnt = pagedep->pd_mnt;
4048                 parentino = pagedep->pd_ino;
4049                 lbn = pagedep->pd_lbn;
4050                 if ((dap->da_state & (MKDIR_BODY | COMPLETE)) != COMPLETE) {
4051                         FREE_LOCK(&lk);
4052                         panic("softdep_fsync: dirty");
4053                 }
4054                 flushparent = dap->da_state & MKDIR_PARENT;
4055                 /*
4056                  * If we are being fsync'ed as part of vgone'ing this vnode,
4057                  * then we will not be able to release and recover the
4058                  * vnode below, so we just have to give up on writing its
4059                  * directory entry out. It will eventually be written, just
4060                  * not now, but then the user was not asking to have it
4061                  * written, so we are not breaking any promises.
4062                  */
4063                 if (vp->v_flag & VRECLAIMED)
4064                         break;
4065                 /*
4066                  * We prevent deadlock by always fetching inodes from the
4067                  * root, moving down the directory tree. Thus, when fetching
4068                  * our parent directory, we must unlock ourselves before
4069                  * requesting the lock on our parent. See the comment in
4070                  * ufs_lookup for details on possible races.
4071                  */
4072                 FREE_LOCK(&lk);
4073                 vn_unlock(vp);
4074                 error = VFS_VGET(mnt, NULL, parentino, &pvp);
4075                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
4076                 if (error != 0) {
4077                         return (error);
4078                 }
4079                 if (flushparent) {
4080                         if ((error = ffs_update(pvp, 1)) != 0) {
4081                                 vput(pvp);
4082                                 return (error);
4083                         }
4084                 }
4085                 /*
4086                  * Flush directory page containing the inode's name.
4087                  */
4088                 error = bread(pvp, lblktodoff(fs, lbn), blksize(fs, VTOI(pvp), lbn), &bp);
4089                 if (error == 0)
4090                         error = bwrite(bp);
4091                 vput(pvp);
4092                 if (error != 0) {
4093                         return (error);
4094                 }
4095                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4096                 if (inodedep_lookup(fs, ip->i_number, 0, &inodedep) == 0)
4097                         break;
4098         }
4099         FREE_LOCK(&lk);
4100         return (0);
4101 }
4102
4103 /*
4104  * Flush all the dirty bitmaps associated with the block device
4105  * before flushing the rest of the dirty blocks so as to reduce
4106  * the number of dependencies that will have to be rolled back.
4107  */
4108 static int softdep_fsync_mountdev_bp(struct buf *bp, void *data);
4109
4110 void
4111 softdep_fsync_mountdev(struct vnode *vp)
4112 {
4113         if (!vn_isdisk(vp, NULL))
4114                 panic("softdep_fsync_mountdev: vnode not a disk");
4115         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4116         lwkt_gettoken(&vp->v_token);
4117         RB_SCAN(buf_rb_tree, &vp->v_rbdirty_tree, NULL,
4118                 softdep_fsync_mountdev_bp, vp);
4119         lwkt_reltoken(&vp->v_token);
4120         drain_output(vp, 1);
4121         FREE_LOCK(&lk);
4122 }
4123
4124 static int
4125 softdep_fsync_mountdev_bp(struct buf *bp, void *data)
4126 {
4127         struct worklist *wk;
4128         struct vnode *vp = data;
4129
4130         /*
4131          * If it is already scheduled, skip to the next buffer.
4132          */
4133         if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT))
4134                 return(0);
4135         if (bp->b_vp != vp || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
4136                 BUF_UNLOCK(bp);
4137                 kprintf("softdep_fsync_mountdev_bp: warning, buffer %p ripped out from under vnode %p\n", bp, vp);
4138                 return(0);
4139         }
4140         /*
4141          * We are only interested in bitmaps with outstanding
4142          * dependencies.
4143          */
4144         if ((wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) == NULL ||
4145             wk->wk_type != D_BMSAFEMAP) {
4146                 BUF_UNLOCK(bp);
4147                 return(0);
4148         }
4149         bremfree(bp);
4150         FREE_LOCK(&lk);
4151         (void) bawrite(bp);
4152         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4153         return(0);
4154 }
4155
4156 /*
4157  * This routine is called when we are trying to synchronously flush a
4158  * file. This routine must eliminate any filesystem metadata dependencies
4159  * so that the syncing routine can succeed by pushing the dirty blocks
4160  * associated with the file. If any I/O errors occur, they are returned.
4161  */
4162 struct softdep_sync_metadata_info {
4163         struct vnode *vp;
4164         int waitfor;
4165 };
4166
4167 static int softdep_sync_metadata_bp(struct buf *bp, void *data);
4168
4169 int
4170 softdep_sync_metadata(struct vnode *vp, struct thread *td)
4171 {
4172         struct softdep_sync_metadata_info info;
4173         int error, waitfor;
4174
4175         /*
4176          * Check whether this vnode is involved in a filesystem
4177          * that is doing soft dependency processing.
4178          */
4179         if (!vn_isdisk(vp, NULL)) {
4180                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
4181                         return (0);
4182         } else
4183                 if (vp->v_rdev->si_mountpoint == NULL ||
4184                     (vp->v_rdev->si_mountpoint->mnt_flag & MNT_SOFTDEP) == 0)
4185                         return (0);
4186         /*
4187          * Ensure that any direct block dependencies have been cleared.
4188          */
4189         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4190         if ((error = flush_inodedep_deps(VTOI(vp)->i_fs, VTOI(vp)->i_number))) {
4191                 FREE_LOCK(&lk);
4192                 return (error);
4193         }
4194         /*
4195          * For most files, the only metadata dependencies are the
4196          * cylinder group maps that allocate their inode or blocks.
4197          * The block allocation dependencies can be found by traversing
4198          * the dependency lists for any buffers that remain on their
4199          * dirty buffer list. The inode allocation dependency will
4200          * be resolved when the inode is updated with MNT_WAIT.
4201          * This work is done in two passes. The first pass grabs most
4202          * of the buffers and begins asynchronously writing them. The
4203          * only way to wait for these asynchronous writes is to sleep
4204          * on the filesystem vnode which may stay busy for a long time
4205          * if the filesystem is active. So, instead, we make a second
4206          * pass over the dependencies blocking on each write. In the
4207          * usual case we will be blocking against a write that we
4208          * initiated, so when it is done the dependency will have been
4209          * resolved. Thus the second pass is expected to end quickly.
4210          */
4211         waitfor = MNT_NOWAIT;
4212 top:
4213         /*
4214          * We must wait for any I/O in progress to finish so that
4215          * all potential buffers on the dirty list will be visible.
4216          */
4217         drain_output(vp, 1);
4218
4219         info.vp = vp;
4220         info.waitfor = waitfor;
4221         lwkt_gettoken(&vp->v_token);
4222         error = RB_SCAN(buf_rb_tree, &vp->v_rbdirty_tree, NULL,
4223                         softdep_sync_metadata_bp, &info);
4224         lwkt_reltoken(&vp->v_token);
4225         if (error < 0) {
4226                 FREE_LOCK(&lk);
4227                 return(-error); /* error code */
4228         }
4229
4230         /*
4231          * The brief unlock is to allow any pent up dependency
4232          * processing to be done.  Then proceed with the second pass.
4233          */
4234         if (waitfor & MNT_NOWAIT) {
4235                 waitfor = MNT_WAIT;
4236                 FREE_LOCK(&lk);
4237                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4238                 goto top;
4239         }
4240
4241         /*
4242          * If we have managed to get rid of all the dirty buffers,
4243          * then we are done. For certain directories and block
4244          * devices, we may need to do further work.
4245          *
4246          * We must wait for any I/O in progress to finish so that
4247          * all potential buffers on the dirty list will be visible.
4248          */
4249         drain_output(vp, 1);
4250         if (RB_EMPTY(&vp->v_rbdirty_tree)) {
4251                 FREE_LOCK(&lk);
4252                 return (0);
4253         }
4254
4255         FREE_LOCK(&lk);
4256         /*
4257          * If we are trying to sync a block device, some of its buffers may
4258          * contain metadata that cannot be written until the contents of some
4259          * partially written files have been written to disk. The only easy
4260          * way to accomplish this is to sync the entire filesystem (luckily
4261          * this happens rarely).
4262          */
4263         if (vn_isdisk(vp, NULL) &&
4264             vp->v_rdev &&
4265             vp->v_rdev->si_mountpoint && !vn_islocked(vp) &&
4266             (error = VFS_SYNC(vp->v_rdev->si_mountpoint, MNT_WAIT)) != 0)
4267                 return (error);
4268         return (0);
4269 }
4270
4271 static int
4272 softdep_sync_metadata_bp(struct buf *bp, void *data)
4273 {
4274         struct softdep_sync_metadata_info *info = data;
4275         struct pagedep *pagedep;
4276         struct allocdirect *adp;
4277         struct allocindir *aip;
4278         struct worklist *wk;
4279         struct buf *nbp;
4280         int error;
4281         int i;
4282
4283         if (getdirtybuf(&bp, MNT_WAIT) == 0) {
4284                 kprintf("softdep_sync_metadata_bp(1): caught buf %p going away\n", bp);
4285                 return (1);
4286         }
4287         if (bp->b_vp != info->vp || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
4288                 kprintf("softdep_sync_metadata_bp(2): caught buf %p going away vp %p\n", bp, info->vp);
4289                 BUF_UNLOCK(bp);
4290                 return(1);
4291         }
4292
4293         /*
4294          * As we hold the buffer locked, none of its dependencies
4295          * will disappear.
4296          */
4297         LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
4298                 switch (wk->wk_type) {
4299
4300                 case D_ALLOCDIRECT:
4301                         adp = WK_ALLOCDIRECT(wk);
4302                         if (adp->ad_state & DEPCOMPLETE)
4303                                 break;
4304                         nbp = adp->ad_buf;
4305                         if (getdirtybuf(&nbp, info->waitfor) == 0)
4306                                 break;
4307                         FREE_LOCK(&lk);
4308                         if (info->waitfor & MNT_NOWAIT) {
4309                                 bawrite(nbp);
4310                         } else if ((error = bwrite(nbp)) != 0) {
4311                                 bawrite(bp);
4312                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4313                                 return (-error);
4314                         }
4315                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4316                         break;
4317
4318                 case D_ALLOCINDIR:
4319                         aip = WK_ALLOCINDIR(wk);
4320                         if (aip->ai_state & DEPCOMPLETE)
4321                                 break;
4322                         nbp = aip->ai_buf;
4323                         if (getdirtybuf(&nbp, info->waitfor) == 0)
4324                                 break;
4325                         FREE_LOCK(&lk);
4326                         if (info->waitfor & MNT_NOWAIT) {
4327                                 bawrite(nbp);
4328                         } else if ((error = bwrite(nbp)) != 0) {
4329                                 bawrite(bp);
4330                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4331                                 return (-error);
4332                         }
4333                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4334                         break;
4335
4336                 case D_INDIRDEP:
4337                 restart:
4338
4339                         LIST_FOREACH(aip, &WK_INDIRDEP(wk)->ir_deplisthd, ai_next) {
4340                                 if (aip->ai_state & DEPCOMPLETE)
4341                                         continue;
4342                                 nbp = aip->ai_buf;
4343                                 if (getdirtybuf(&nbp, MNT_WAIT) == 0)
4344                                         goto restart;
4345                                 FREE_LOCK(&lk);
4346                                 if ((error = bwrite(nbp)) != 0) {
4347                                         bawrite(bp);
4348                                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4349                                         return (-error);
4350                                 }
4351                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4352                                 goto restart;
4353                         }
4354                         break;
4355
4356                 case D_INODEDEP:
4357                         if ((error = flush_inodedep_deps(WK_INODEDEP(wk)->id_fs,
4358                             WK_INODEDEP(wk)->id_ino)) != 0) {
4359                                 FREE_LOCK(&lk);
4360                                 bawrite(bp);
4361                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4362                                 return (-error);
4363                         }
4364                         break;
4365
4366                 case D_PAGEDEP:
4367                         /*
4368                          * We are trying to sync a directory that may
4369                          * have dependencies on both its own metadata
4370                          * and/or dependencies on the inodes of any
4371                          * recently allocated files. We walk its diradd
4372                          * lists pushing out the associated inode.
4373                          */
4374                         pagedep = WK_PAGEDEP(wk);
4375                         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
4376                                 if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i]) == 0)
4377                                         continue;
4378                                 if ((error =
4379                                     flush_pagedep_deps(info->vp,
4380                                                 pagedep->pd_mnt,
4381                                                 &pagedep->pd_diraddhd[i]))) {
4382                                         FREE_LOCK(&lk);
4383                                         bawrite(bp);
4384                                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4385                                         return (-error);
4386                                 }
4387                         }
4388                         break;
4389
4390                 case D_MKDIR:
4391                         /*
4392                          * This case should never happen if the vnode has
4393                          * been properly sync'ed. However, if this function
4394                          * is used at a place where the vnode has not yet
4395                          * been sync'ed, this dependency can show up. So,
4396                          * rather than panic, just flush it.
4397                          */
4398                         nbp = WK_MKDIR(wk)->md_buf;
4399                         if (getdirtybuf(&nbp, info->waitfor) == 0)
4400                                 break;
4401                         FREE_LOCK(&lk);
4402                         if (info->waitfor & MNT_NOWAIT) {
4403                                 bawrite(nbp);
4404                         } else if ((error = bwrite(nbp)) != 0) {
4405                                 bawrite(bp);
4406                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4407                                 return (-error);
4408                         }
4409                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4410                         break;
4411
4412                 case D_BMSAFEMAP:
4413                         /*
4414                          * This case should never happen if the vnode has
4415                          * been properly sync'ed. However, if this function
4416                          * is used at a place where the vnode has not yet
4417                          * been sync'ed, this dependency can show up. So,
4418                          * rather than panic, just flush it.
4419                          *
4420                          * nbp can wind up == bp if a device node for the
4421                          * same filesystem is being fsynced at the same time,
4422                          * leading to a panic if we don't catch the case.
4423                          */
4424                         nbp = WK_BMSAFEMAP(wk)->sm_buf;
4425                         if (nbp == bp)
4426                                 break;
4427                         if (getdirtybuf(&nbp, info->waitfor) == 0)
4428                                 break;
4429                         FREE_LOCK(&lk);
4430                         if (info->waitfor & MNT_NOWAIT) {
4431                                 bawrite(nbp);
4432                         } else if ((error = bwrite(nbp)) != 0) {
4433                                 bawrite(bp);
4434                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4435                                 return (-error);
4436                         }
4437                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4438                         break;
4439
4440                 default:
4441                         FREE_LOCK(&lk);
4442                         panic("softdep_sync_metadata: Unknown type %s",
4443                             TYPENAME(wk->wk_type));
4444                         /* NOTREACHED */
4445                 }
4446         }
4447         FREE_LOCK(&lk);
4448         bawrite(bp);
4449         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4450         return(0);
4451 }
4452
4453 /*
4454  * Flush the dependencies associated with an inodedep.
4455  * Called with splbio blocked.
4456  */
4457 static int
4458 flush_inodedep_deps(struct fs *fs, ino_t ino)
4459 {
4460         struct inodedep *inodedep;
4461         struct allocdirect *adp;
4462         int error, waitfor;
4463         struct buf *bp;
4464
4465         /*
4466          * This work is done in two passes. The first pass grabs most
4467          * of the buffers and begins asynchronously writing them. The
4468          * only way to wait for these asynchronous writes is to sleep
4469          * on the filesystem vnode which may stay busy for a long time
4470          * if the filesystem is active. So, instead, we make a second
4471          * pass over the dependencies blocking on each write. In the
4472          * usual case we will be blocking against a write that we
4473          * initiated, so when it is done the dependency will have been
4474          * resolved. Thus the second pass is expected to end quickly.
4475          * We give a brief window at the top of the loop to allow
4476          * any pending I/O to complete.
4477          */
4478         for (waitfor = MNT_NOWAIT; ; ) {
4479                 FREE_LOCK(&lk);
4480                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4481                 if (inodedep_lookup(fs, ino, 0, &inodedep) == 0)
4482                         return (0);
4483                 TAILQ_FOREACH(adp, &inodedep->id_inoupdt, ad_next) {
4484                         if (adp->ad_state & DEPCOMPLETE)
4485                                 continue;
4486                         bp = adp->ad_buf;
4487                         if (getdirtybuf(&bp, waitfor) == 0) {
4488                                 if (waitfor & MNT_NOWAIT)
4489                                         continue;
4490                                 break;
4491                         }
4492                         FREE_LOCK(&lk);
4493                         if (waitfor & MNT_NOWAIT) {
4494                                 bawrite(bp);
4495                         } else if ((error = bwrite(bp)) != 0) {
4496                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4497                                 return (error);
4498                         }
4499                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4500                         break;
4501                 }
4502                 if (adp != NULL)
4503                         continue;
4504                 TAILQ_FOREACH(adp, &inodedep->id_newinoupdt, ad_next) {
4505                         if (adp->ad_state & DEPCOMPLETE)
4506                                 continue;
4507                         bp = adp->ad_buf;
4508                         if (getdirtybuf(&bp, waitfor) == 0) {
4509                                 if (waitfor & MNT_NOWAIT)
4510                                         continue;
4511                                 break;
4512                         }
4513                         FREE_LOCK(&lk);
4514                         if (waitfor & MNT_NOWAIT) {
4515                                 bawrite(bp);
4516                         } else if ((error = bwrite(bp)) != 0) {
4517                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4518                                 return (error);
4519                         }
4520                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4521                         break;
4522                 }
4523                 if (adp != NULL)
4524                         continue;
4525                 /*
4526                  * If pass2, we are done, otherwise do pass 2.
4527                  */
4528                 if (waitfor == MNT_WAIT)
4529                         break;
4530                 waitfor = MNT_WAIT;
4531         }
4532         /*
4533          * Try freeing inodedep in case all dependencies have been removed.
4534          */
4535         if (inodedep_lookup(fs, ino, 0, &inodedep) != 0)
4536                 (void) free_inodedep(inodedep);
4537         return (0);
4538 }
4539
4540 /*
4541  * Eliminate a pagedep dependency by flushing out all its diradd dependencies.
4542  * Called with splbio blocked.
4543  */
4544 static int
4545 flush_pagedep_deps(struct vnode *pvp, struct mount *mp,
4546                    struct diraddhd *diraddhdp)
4547 {
4548         struct inodedep *inodedep;
4549         struct ufsmount *ump;
4550         struct diradd *dap;
4551         struct vnode *vp;
4552         int gotit, error = 0;
4553         struct buf *bp;
4554         ino_t inum;
4555
4556         ump = VFSTOUFS(mp);
4557         while ((dap = LIST_FIRST(diraddhdp)) != NULL) {
4558                 /*
4559                  * Flush ourselves if this directory entry
4560                  * has a MKDIR_PARENT dependency.
4561                  */
4562                 if (dap->da_state & MKDIR_PARENT) {
4563                         FREE_LOCK(&lk);
4564                         if ((error = ffs_update(pvp, 1)) != 0)
4565                                 break;
4566                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4567                         /*
4568                          * If that cleared dependencies, go on to next.
4569                          */
4570                         if (dap != LIST_FIRST(diraddhdp))
4571                                 continue;
4572                         if (dap->da_state & MKDIR_PARENT) {
4573                                 FREE_LOCK(&lk);
4574                                 panic("flush_pagedep_deps: MKDIR_PARENT");
4575                         }
4576                 }
4577                 /*
4578                  * A newly allocated directory must have its "." and
4579                  * ".." entries written out before its name can be
4580                  * committed in its parent. We do not want or need
4581                  * the full semantics of a synchronous VOP_FSYNC as
4582                  * that may end up here again, once for each directory
4583                  * level in the filesystem. Instead, we push the blocks
4584                  * and wait for them to clear. We have to fsync twice
4585                  * because the first call may choose to defer blocks
4586                  * that still have dependencies, but deferral will
4587                  * happen at most once.
4588                  */
4589                 inum = dap->da_newinum;
4590                 if (dap->da_state & MKDIR_BODY) {
4591                         FREE_LOCK(&lk);
4592                         if ((error = VFS_VGET(mp, NULL, inum, &vp)) != 0)
4593                                 break;
4594                         if ((error=VOP_FSYNC(vp, MNT_NOWAIT, 0)) ||
4595                             (error=VOP_FSYNC(vp, MNT_NOWAIT, 0))) {
4596                                 vput(vp);
4597                                 break;
4598                         }
4599                         drain_output(vp, 0);
4600                         vput(vp);
4601                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4602                         /*
4603                          * If that cleared dependencies, go on to next.
4604                          */
4605                         if (dap != LIST_FIRST(diraddhdp))
4606                                 continue;
4607                         if (dap->da_state & MKDIR_BODY) {
4608                                 FREE_LOCK(&lk);
4609                                 panic("flush_pagedep_deps: MKDIR_BODY");
4610                         }
4611                 }
4612                 /*
4613                  * Flush the inode on which the directory entry depends.
4614                  * Having accounted for MKDIR_PARENT and MKDIR_BODY above,
4615                  * the only remaining dependency is that the updated inode
4616                  * count must get pushed to disk. The inode has already
4617                  * been pushed into its inode buffer (via VOP_UPDATE) at
4618                  * the time of the reference count change. So we need only
4619                  * locate that buffer, ensure that there will be no rollback
4620                  * caused by a bitmap dependency, then write the inode buffer.
4621                  */
4622                 if (inodedep_lookup(ump->um_fs, inum, 0, &inodedep) == 0) {
4623                         FREE_LOCK(&lk);
4624                         panic("flush_pagedep_deps: lost inode");
4625                 }
4626                 /*
4627                  * If the inode still has bitmap dependencies,
4628                  * push them to disk.
4629                  */
4630                 if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) == 0) {
4631                         gotit = getdirtybuf(&inodedep->id_buf, MNT_WAIT);
4632                         FREE_LOCK(&lk);
4633                         if (gotit && (error = bwrite(inodedep->id_buf)) != 0)
4634                                 break;
4635                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4636                         if (dap != LIST_FIRST(diraddhdp))
4637                                 continue;
4638                 }
4639                 /*
4640                  * If the inode is still sitting in a buffer waiting
4641                  * to be written, push it to disk.
4642                  */
4643                 FREE_LOCK(&lk);
4644                 if ((error = bread(ump->um_devvp,
4645                         fsbtodoff(ump->um_fs, ino_to_fsba(ump->um_fs, inum)),
4646                     (int)ump->um_fs->fs_bsize, &bp)) != 0)
4647                         break;
4648                 if ((error = bwrite(bp)) != 0)
4649                         break;
4650                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4651                 /*
4652                  * If we have failed to get rid of all the dependencies
4653                  * then something is seriously wrong.
4654                  */
4655                 if (dap == LIST_FIRST(diraddhdp)) {
4656                         FREE_LOCK(&lk);
4657                         panic("flush_pagedep_deps: flush failed");
4658                 }
4659         }
4660         if (error)
4661                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4662         return (error);
4663 }
4664
4665 /*
4666  * A large burst of file addition or deletion activity can drive the
4667  * memory load excessively high. First attempt to slow things down
4668  * using the techniques below. If that fails, this routine requests
4669  * the offending operations to fall back to running synchronously
4670  * until the memory load returns to a reasonable level.
4671  */
4672 int
4673 softdep_slowdown(struct vnode *vp)
4674 {
4675         int max_softdeps_hard;
4676
4677         max_softdeps_hard = max_softdeps * 11 / 10;
4678         if (num_dirrem < max_softdeps_hard / 2 &&
4679             num_inodedep < max_softdeps_hard)
4680                 return (0);
4681         stat_sync_limit_hit += 1;
4682         return (1);
4683 }
4684
4685 /*
4686  * If memory utilization has gotten too high, deliberately slow things
4687  * down and speed up the I/O processing.
4688  */
4689 static int
4690 request_cleanup(int resource, int islocked)
4691 {
4692         struct thread *td = curthread;          /* XXX */
4693
4694         /*
4695          * We never hold up the filesystem syncer process.
4696          */
4697         if (td == filesys_syncer)
4698                 return (0);
4699         /*
4700          * First check to see if the work list has gotten backlogged.
4701          * If it has, co-opt this process to help clean up two entries.
4702          * Because this process may hold inodes locked, we cannot
4703          * handle any remove requests that might block on a locked
4704          * inode as that could lead to deadlock.
4705          */
4706         if (num_on_worklist > max_softdeps / 10) {
4707                 process_worklist_item(NULL, LK_NOWAIT);
4708                 process_worklist_item(NULL, LK_NOWAIT);
4709                 stat_worklist_push += 2;
4710                 return(1);
4711         }
4712
4713         /*
4714          * If we are resource constrained on inode dependencies, try
4715          * flushing some dirty inodes. Otherwise, we are constrained
4716          * by file deletions, so try accelerating flushes of directories
4717          * with removal dependencies. We would like to do the cleanup
4718          * here, but we probably hold an inode locked at this point and
4719          * that might deadlock against one that we try to clean. So,
4720          * the best that we can do is request the syncer daemon to do
4721          * the cleanup for us.
4722          */
4723         switch (resource) {
4724
4725         case FLUSH_INODES:
4726                 stat_ino_limit_push += 1;
4727                 req_clear_inodedeps += 1;
4728                 stat_countp = &stat_ino_limit_hit;
4729                 break;
4730
4731         case FLUSH_REMOVE:
4732                 stat_blk_limit_push += 1;
4733                 req_clear_remove += 1;
4734                 stat_countp = &stat_blk_limit_hit;
4735                 break;
4736
4737         default:
4738                 if (islocked)
4739                         FREE_LOCK(&lk);
4740                 panic("request_cleanup: unknown type");
4741         }
4742         /*
4743          * Hopefully the syncer daemon will catch up and awaken us.
4744          * We wait at most tickdelay before proceeding in any case.
4745          */
4746         if (islocked == 0)
4747                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4748         proc_waiting += 1;
4749         if (!callout_active(&handle))
4750                 callout_reset(&handle, tickdelay > 2 ? tickdelay : 2,
4751                               pause_timer, NULL);
4752         interlocked_sleep(&lk, (caddr_t)&proc_waiting, 0,
4753             "softupdate", 0);
4754         proc_waiting -= 1;
4755         if (islocked == 0)
4756                 FREE_LOCK(&lk);
4757         return (1);
4758 }
4759
4760 /*
4761  * Awaken processes pausing in request_cleanup and clear proc_waiting
4762  * to indicate that there is no longer a timer running.
4763  */
4764 void
4765 pause_timer(void *arg)
4766 {
4767         *stat_countp += 1;
4768         wakeup_one(&proc_waiting);
4769         if (proc_waiting > 0)
4770                 callout_reset(&handle, tickdelay > 2 ? tickdelay : 2,
4771                               pause_timer, NULL);
4772         else
4773                 callout_deactivate(&handle);
4774 }
4775
4776 /*
4777  * Flush out a directory with at least one removal dependency in an effort to
4778  * reduce the number of dirrem, freefile, and freeblks dependency structures.
4779  */
4780 static void
4781 clear_remove(struct thread *td)
4782 {
4783         struct pagedep_hashhead *pagedephd;
4784         struct pagedep *pagedep;
4785         static int next = 0;
4786         struct mount *mp;
4787         struct vnode *vp;
4788         int error, cnt;
4789         ino_t ino;
4790
4791         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4792         for (cnt = 0; cnt < pagedep_hash; cnt++) {
4793                 pagedephd = &pagedep_hashtbl[next++];
4794                 if (next >= pagedep_hash)
4795                         next = 0;
4796                 LIST_FOREACH(pagedep, pagedephd, pd_hash) {
4797                         if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_dirremhd) == NULL)
4798                                 continue;
4799                         mp = pagedep->pd_mnt;
4800                         ino = pagedep->pd_ino;
4801                         FREE_LOCK(&lk);
4802                         if ((error = VFS_VGET(mp, NULL, ino, &vp)) != 0) {
4803                                 softdep_error("clear_remove: vget", error);
4804                                 return;
4805                         }
4806                         if ((error = VOP_FSYNC(vp, MNT_NOWAIT, 0)))
4807                                 softdep_error("clear_remove: fsync", error);
4808                         drain_output(vp, 0);
4809                         vput(vp);
4810                         return;
4811                 }
4812         }
4813         FREE_LOCK(&lk);
4814 }
4815
4816 /*
4817  * Clear out a block of dirty inodes in an effort to reduce
4818  * the number of inodedep dependency structures.
4819  */
4820 struct clear_inodedeps_info {
4821         struct fs *fs;
4822         struct mount *mp;
4823 };
4824
4825 static int
4826 clear_inodedeps_mountlist_callback(struct mount *mp, void *data)
4827 {
4828         struct clear_inodedeps_info *info = data;
4829
4830         if ((mp->mnt_flag & MNT_SOFTDEP) && info->fs == VFSTOUFS(mp)->um_fs) {
4831                 info->mp = mp;
4832                 return(-1);
4833         }
4834         return(0);
4835 }
4836
4837 static void
4838 clear_inodedeps(struct thread *td)
4839 {
4840         struct clear_inodedeps_info info;
4841         struct inodedep_hashhead *inodedephd;
4842         struct inodedep *inodedep;
4843         static int next = 0;
4844         struct vnode *vp;
4845         struct fs *fs;
4846         int error, cnt;
4847         ino_t firstino, lastino, ino;
4848
4849         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4850         /*
4851          * Pick a random inode dependency to be cleared.
4852          * We will then gather up all the inodes in its block
4853          * that have dependencies and flush them out.
4854          */
4855         for (cnt = 0; cnt < inodedep_hash; cnt++) {
4856                 inodedephd = &inodedep_hashtbl[next++];
4857                 if (next >= inodedep_hash)
4858                         next = 0;
4859                 if ((inodedep = LIST_FIRST(inodedephd)) != NULL)
4860                         break;
4861         }
4862         if (inodedep == NULL) {
4863                 FREE_LOCK(&lk);
4864                 return;
4865         }
4866         /*
4867          * Ugly code to find mount point given pointer to superblock.
4868          */
4869         fs = inodedep->id_fs;
4870         info.mp = NULL;
4871         info.fs = fs;
4872         mountlist_scan(clear_inodedeps_mountlist_callback,
4873                         &info, MNTSCAN_FORWARD|MNTSCAN_NOBUSY);
4874         /*
4875          * Find the last inode in the block with dependencies.
4876          */
4877         firstino = inodedep->id_ino & ~(INOPB(fs) - 1);
4878         for (lastino = firstino + INOPB(fs) - 1; lastino > firstino; lastino--)
4879                 if (inodedep_lookup(fs, lastino, 0, &inodedep) != 0)
4880                         break;
4881         /*
4882          * Asynchronously push all but the last inode with dependencies.
4883          * Synchronously push the last inode with dependencies to ensure
4884          * that the inode block gets written to free up the inodedeps.
4885          */
4886         for (ino = firstino; ino <= lastino; ino++) {
4887                 if (inodedep_lookup(fs, ino, 0, &inodedep) == 0)
4888                         continue;
4889                 FREE_LOCK(&lk);
4890                 if ((error = VFS_VGET(info.mp, NULL, ino, &vp)) != 0) {
4891                         softdep_error("clear_inodedeps: vget", error);
4892                         return;
4893                 }
4894                 if (ino == lastino) {
4895                         if ((error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, 0)))
4896                                 softdep_error("clear_inodedeps: fsync1", error);
4897                 } else {
4898                         if ((error = VOP_FSYNC(vp, MNT_NOWAIT, 0)))
4899                                 softdep_error("clear_inodedeps: fsync2", error);
4900                         drain_output(vp, 0);
4901                 }
4902                 vput(vp);
4903                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4904         }
4905         FREE_LOCK(&lk);
4906 }
4907
4908 /*
4909  * Function to determine if the buffer has outstanding dependencies
4910  * that will cause a roll-back if the buffer is written. If wantcount
4911  * is set, return number of dependencies, otherwise just yes or no.
4912  *
4913  * bioops callback - hold io_token
4914  */
4915 static int
4916 softdep_count_dependencies(struct buf *bp, int wantcount)
4917 {
4918         struct worklist *wk;
4919         struct inodedep *inodedep;
4920         struct indirdep *indirdep;
4921         struct allocindir *aip;
4922         struct pagedep *pagedep;
4923         struct diradd *dap;
4924         int i, retval;
4925
4926         retval = 0;
4927         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4928
4929         LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
4930                 switch (wk->wk_type) {
4931
4932                 case D_INODEDEP:
4933                         inodedep = WK_INODEDEP(wk);
4934                         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) == 0) {
4935                                 /* bitmap allocation dependency */
4936                                 retval += 1;
4937                                 if (!wantcount)
4938                                         goto out;
4939                         }
4940                         if (TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt)) {
4941                                 /* direct block pointer dependency */
4942                                 retval += 1;
4943                                 if (!wantcount)
4944                                         goto out;
4945                         }
4946                         continue;
4947
4948                 case D_INDIRDEP:
4949                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
4950
4951                         LIST_FOREACH(aip, &indirdep->ir_deplisthd, ai_next) {
4952                                 /* indirect block pointer dependency */
4953                                 retval += 1;
4954                                 if (!wantcount)
4955                                         goto out;
4956                         }
4957                         continue;
4958
4959                 case D_PAGEDEP:
4960                         pagedep = WK_PAGEDEP(wk);
4961                         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
4962
4963                                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[i], da_pdlist) {
4964                                         /* directory entry dependency */
4965                                         retval += 1;
4966                                         if (!wantcount)
4967                                                 goto out;
4968                                 }
4969                         }
4970                         continue;
4971
4972                 case D_BMSAFEMAP:
4973                 case D_ALLOCDIRECT:
4974                 case D_ALLOCINDIR:
4975                 case D_MKDIR:
4976                         /* never a dependency on these blocks */
4977                         continue;
4978
4979                 default:
4980                         FREE_LOCK(&lk);
4981                         panic("softdep_check_for_rollback: Unexpected type %s",
4982                             TYPENAME(wk->wk_type));
4983                         /* NOTREACHED */
4984                 }
4985         }
4986 out:
4987         FREE_LOCK(&lk);
4988
4989         return retval;
4990 }
4991
4992 /*
4993  * getdirtybuf:
4994  *
4995  *      Acquire exclusive access to a buffer. Requires softdep lock
4996  *      to be held on entry. If waitfor is MNT_WAIT, may release/reacquire
4997  *      softdep lock.
4998  *
4999  *      Returns 1 if the buffer was locked, 0 otherwise.
5000  */
5001 static int
5002 getdirtybuf(struct buf **bpp, int waitfor)
5003 {
5004         struct buf *bp;
5005         int error;
5006
5007         bp = *bpp;
5008         if (bp == NULL)
5009                 return (0);
5010
5011         for (;;) {
5012                 /* Must acquire buffer lock with ffs_softdep lock held */
5013                 KKASSERT(lock_held(&lk) > 0);
5014                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
5015                 if (error == 0)
5016                         break;
5017
5018                 if (waitfor != MNT_WAIT)
5019                         return (0);
5020
5021                 /*
5022                  * Release ffs_softdep lock around sleep/wait for buffer lock.
5023                  *
5024                  * We must acquire buffer lock with softdep lock held, so
5025                  * we must retry locking the buffer after we wake.
5026                  */
5027                 FREE_LOCK(&lk);
5028                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL);
5029                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
5030                 if (error == 0)
5031                         BUF_UNLOCK(bp);
5032                 else if (error == ENOLCK)
5033                         ;
5034                 else
5035                         panic("getdirtybuf: Inconsistent lock");
5036         }
5037
5038         /* Buffer wasn't dirty */
5039         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
5040                 BUF_UNLOCK(bp);
5041                 return (0);
5042         }
5043         bremfree(bp);
5044         return (1);
5045 }
5046
5047 /*
5048  * Wait for pending output on a vnode to complete.
5049  * Must be called with vnode locked.
5050  */
5051 static void
5052 drain_output(struct vnode *vp, int islocked)
5053 {
5054
5055         if (!islocked)
5056                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
5057         while (bio_track_active(&vp->v_track_write)) {
5058                 FREE_LOCK(&lk);
5059                 bio_track_wait(&vp->v_track_write, 0, 0);
5060                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
5061         }
5062         if (!islocked)
5063                 FREE_LOCK(&lk);
5064 }
5065
5066 /*
5067  * Called whenever a buffer that is being invalidated or reallocated
5068  * contains dependencies. This should only happen if an I/O error has
5069  * occurred. The routine is called with the buffer locked.
5070  *
5071  * bioops callback - hold io_token
5072  */
5073 static void
5074 softdep_deallocate_dependencies(struct buf *bp)
5075 {
5076         /* nothing to do, mp lock not needed */
5077         if ((bp->b_flags & B_ERROR) == 0)
5078                 panic("softdep_deallocate_dependencies: dangling deps");
5079         softdep_error(bp->b_vp->v_mount->mnt_stat.f_mntfromname, bp->b_error);
5080         panic("softdep_deallocate_dependencies: unrecovered I/O error");
5081 }
5082
5083 /*
5084  * Function to handle asynchronous write errors in the filesystem.
5085  */
5086 void
5087 softdep_error(char *func, int error)
5088 {
5089
5090         /* XXX should do something better! */
5091         kprintf("%s: got error %d while accessing filesystem\n", func, error);
5092 }