sys/gnu/vfs/ext2fs/ext2_alloc.c

   1 /*
   2  *  modified for Lites 1.1
   3  *
   4  *  Aug 1995, Godmar Back (gback@cs.utah.edu)
   5  *  University of Utah, Department of Computer Science
   6  */
   7 /*
   8  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
   9  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  *      @(#)ext2_alloc.c        8.8 (Berkeley) 2/21/94
  40  * $FreeBSD: src/sys/gnu/ext2fs/ext2_alloc.c,v 1.28.2.2 2002/07/01 00:18:51 iedowse Exp $
  41  */
  42
  43 #include "opt_quota.h"
  44
  45 #include <sys/param.h>
  46 #include <sys/systm.h>
  47 #include <sys/conf.h>
  48 #include <sys/vnode.h>
  49 #include <sys/stat.h>
  50 #include <sys/mount.h>
  51 #include <sys/syslog.h>
  52
  53 #include <machine/inttypes.h>
  54
  55 #include "quota.h"
  56 #include "inode.h"
  57 #include "ext2mount.h"
  58
  59 #include "ext2_fs.h"
  60 #include "ext2_fs_sb.h"
  61 #include "fs.h"
  62 #include "ext2_extern.h"
  63
  64 static void     ext2_fserr (struct ext2_sb_info *, u_int, char *);
  65
  66 /*
  67  * Linux calls this functions at the following locations:
  68  * (1) the inode is freed
  69  * (2) a preallocation miss occurs
  70  * (3) truncate is called
  71  * (4) release_file is called and f_mode & 2
  72  *
  73  * I call it in ext2_inactive, ext2_truncate, ext2_vfree and in (2)
  74  * the call in vfree might be redundant
  75  */
  76 void
  77 ext2_discard_prealloc(struct inode *ip)
  78 {
  79 #ifdef EXT2_PREALLOCATE
  80         if (ip->i_prealloc_count) {
  81                 int i = ip->i_prealloc_count;
  82                 ip->i_prealloc_count = 0;
  83                 ext2_free_blocks (ITOV(ip)->v_mount,
  84                                   ip->i_prealloc_block,
  85                                   i);
  86         }
  87 #endif
  88 }
  89
  90 /*
  91  * Allocate a block in the file system.
  92  *
  93  * this takes the framework from ffs_alloc. To implement the
  94  * actual allocation, it calls ext2_new_block, the ported version
  95  * of the same Linux routine.
  96  *
  97  * we note that this is always called in connection with ext2_blkpref
  98  *
  99  * preallocation is done as Linux does it
 100  */
 101 int
 102 ext2_alloc(struct inode *ip, daddr_t lbn, daddr_t bpref, int size,
 103            struct ucred *cred, daddr_t *bnp)
 104 {
 105         struct ext2_sb_info *fs;
 106         daddr_t bno;
 107 #if QUOTA
 108         int error;
 109 #endif
 110
 111         *bnp = 0;
 112         fs = ip->i_e2fs;
 113 #if DIAGNOSTIC
 114         if ((u_int)size > fs->s_blocksize || blkoff(fs, size) != 0) {
 115                 kprintf("dev = %s, bsize = %lu, size = %d, fs = %s\n",
 116                     devtoname(ip->i_dev), fs->s_blocksize, size, fs->fs_fsmnt);
 117                 panic("ext2_alloc: bad size");
 118         }
 119         if (cred == NOCRED)
 120                 panic("ext2_alloc: missing credential");
 121 #endif /* DIAGNOSTIC */
 122         if (size == fs->s_blocksize && fs->s_es->s_free_blocks_count == 0)
 123                 goto nospace;
 124         if (cred->cr_uid != 0 &&
 125                 fs->s_es->s_free_blocks_count < fs->s_es->s_r_blocks_count)
 126                 goto nospace;
 127 #if QUOTA
 128         if ((error = ext2_chkdq(ip, (long)btodb(size), cred, 0)) != 0)
 129                 return (error);
 130 #endif
 131         if (bpref >= fs->s_es->s_blocks_count)
 132                 bpref = 0;
 133         /* call the Linux code */
 134 #ifdef EXT2_PREALLOCATE
 135         /* To have a preallocation hit, we must
 136          * - have at least one block preallocated
 137          * - and our preferred block must have that block number or one below
 138          */
 139         if (ip->i_prealloc_count &&
 140             (bpref == ip->i_prealloc_block ||
 141              bpref + 1 == ip->i_prealloc_block))
 142         {
 143                 bno = ip->i_prealloc_block++;
 144                 ip->i_prealloc_count--;
 145                 /* ext2_debug ("preallocation hit (%lu/%lu).\n",
 146                             ++alloc_hits, ++alloc_attempts); */
 147
 148                 /* Linux gets, clears, and releases the buffer at this
 149                    point - we don't have to that; we leave it to the caller
 150                  */
 151         } else {
 152                 ext2_discard_prealloc (ip);
 153                 /* ext2_debug ("preallocation miss (%lu/%lu).\n",
 154                             alloc_hits, ++alloc_attempts); */
 155                 if (S_ISREG(ip->i_mode))
 156                         bno = ext2_new_block
 157                                 (ITOV(ip)->v_mount, bpref,
 158                                  &ip->i_prealloc_count,
 159                                  &ip->i_prealloc_block);
 160                 else
 161                         bno = (daddr_t)ext2_new_block(ITOV(ip)->v_mount,
 162                                         bpref, 0, 0);
 163         }
 164 #else
 165         bno = (daddr_t)ext2_new_block(ITOV(ip)->v_mount, bpref, 0, 0);
 166 #endif
 167
 168         if (bno > 0) {
 169                 /* set next_alloc fields as done in block_getblk */
 170                 ip->i_next_alloc_block = lbn;
 171                 ip->i_next_alloc_goal = bno;
 172
 173                 ip->i_blocks += btodb(size);
 174                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 175                 *bnp = bno;
 176                 return (0);
 177         }
 178 #if QUOTA
 179         /*
 180          * Restore user's disk quota because allocation failed.
 181          */
 182         ext2_chkdq(ip, (long)-btodb(size), cred, FORCE);
 183 #endif
 184 nospace:
 185         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "file system full");
 186         uprintf("\n%s: write failed, file system is full\n", fs->fs_fsmnt);
 187         return (ENOSPC);
 188 }
 189
 190 /*
 191  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
 192  *
 193  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
 194  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
 195  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible to
 196  * an fs_rotdelay offset from the end of the allocation for the logical
 197  * block immediately preceeding the current range. If successful, the
 198  * physical block numbers in the buffer pointers and in the inode are
 199  * changed to reflect the new allocation. If unsuccessful, the allocation
 200  * is left unchanged. The success in doing the reallocation is returned.
 201  * Note that the error return is not reflected back to the user. Rather
 202  * the previous block allocation will be used.
 203  */
 204
 205 #ifdef FANCY_REALLOC
 206 #include <sys/sysctl.h>
 207 static int doasyncfree = 1;
 208 #ifdef  OPT_DEBUG
 209 SYSCTL_INT(_debug, 14, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0, "");
 210 #endif  /* OPT_DEBUG */
 211 #endif
 212
 213 /*
 214  * ext2_reallocblks(struct vnode *a_vp, struct cluster_save *a_buflist)
 215  */
 216 int
 217 ext2_reallocblks(struct vop_reallocblks_args *ap)
 218 {
 219 #ifndef FANCY_REALLOC
 220 /* kprintf("ext2_reallocblks not implemented\n"); */
 221 return ENOSPC;
 222 #else
 223
 224         struct ext2_sb_info *fs;
 225         struct inode *ip;
 226         struct vnode *vp;
 227         struct buf *sbp, *ebp;
 228         daddr_t *bap, *sbap, *ebap;
 229         struct cluster_save *buflist;
 230         daddr_t start_lbn, end_lbn, soff, eoff, newblk, blkno;
 231         struct indir start_ap[NIADDR + 1], end_ap[NIADDR + 1], *idp;
 232         int i, len, start_lvl, end_lvl, pref, ssize;
 233
 234         vp = ap->a_vp;
 235         ip = VTOI(vp);
 236         fs = ip->i_e2fs;
 237 #ifdef UNKLAR
 238         if (fs->fs_contigsumsize <= 0)
 239                 return (ENOSPC);
 240 #endif
 241         buflist = ap->a_buflist;
 242         len = buflist->bs_nchildren;
 243         start_lbn = lblkno(fs, buflist->bs_children[0]->b_loffset);
 244         end_lbn = start_lbn + len - 1;
 245 #if DIAGNOSTIC
 246         for (i = 1; i < len; i++) {
 247                 if (buflist->bs_children[i]->b_loffset != lblktodoff(fs, start_lbn) + lblktodoff(fs, i))
 248                         panic("ext2_reallocblks: non-cluster");
 249         }
 250 #endif
 251         /*
 252          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
 253          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
 254          * the previous cylinder group.
 255          */
 256         if (dtog(fs, dofftofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_bio2.bio_offset)) !=
 257             dtog(fs, dofftofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_bio2.bio_offset)))
 258                 return (ENOSPC);
 259         if (ext2_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
 260             ext2_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
 261                 return (ENOSPC);
 262         /*
 263          * Get the starting offset and block map for the first block.
 264          */
 265         if (start_lvl == 0) {
 266                 sbap = &ip->i_db[0];
 267                 soff = start_lbn;
 268         } else {
 269                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
 270                 if (bread(vp, lblktodoff(fs, idp->in_lbn), (int)fs->s_blocksize, NOCRED, &sbp)) {
 271                         brelse(sbp);
 272                         return (ENOSPC);
 273                 }
 274                 sbap = (daddr_t *)sbp->b_data;
 275                 soff = idp->in_off;
 276         }
 277         /*
 278          * Find the preferred location for the cluster.
 279          */
 280         pref = ext2_blkpref(ip, start_lbn, soff, sbap);
 281         /*
 282          * If the block range spans two block maps, get the second map.
 283          */
 284         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
 285                 ssize = len;
 286         } else {
 287 #if DIAGNOSTIC
 288                 if (start_ap[start_lvl-1].in_lbn == idp->in_lbn)
 289                         panic("ext2_reallocblk: start == end");
 290 #endif
 291                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
 292                 if (bread(vp, lblktodoff(fs, idp->in_lbn), (int)fs->s_blocksize, NOCRED, &ebp))
 293                         goto fail;
 294                 ebap = (daddr_t *)ebp->b_data;
 295         }
 296         /*
 297          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
 298          */
 299         if ((newblk = (daddr_t)ext2_hashalloc(ip, dtog(fs, pref), (long)pref,
 300             len, (u_long (*)())ext2_clusteralloc)) == 0)
 301                 goto fail;
 302         /*
 303          * We have found a new contiguous block.
 304          *
 305          * First we have to replace the old block pointers with the new
 306          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
 307          * with the file.
 308          */
 309         blkno = newblk;
 310         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->s_frags_per_block) {
 311                 if (i == ssize)
 312                         bap = ebap;
 313 #if DIAGNOSTIC
 314                 if (buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset != fsbtodoff(fs, *bap))
 315                         panic("ext2_reallocblks: alloc mismatch");
 316 #endif
 317                 *bap++ = blkno;
 318         }
 319         /*
 320          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
 321          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
 322          * the old block values may have been written to disk. In practise
 323          * they are almost never written, but if we are concerned about
 324          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
 325          *
 326          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
 327          * that shows whether the associated buffers and inodes have
 328          * been written. The flag should be set when the cluster is
 329          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
 330          * We can then check below to see if it is set, and do the
 331          * synchronous write only when it has been cleared.
 332          */
 333         if (sbap != &ip->i_db[0]) {
 334                 if (doasyncfree)
 335                         bdwrite(sbp);
 336                 else
 337                         bwrite(sbp);
 338         } else {
 339                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 340                 if (!doasyncfree)
 341                         EXT2_UPDATE(vp, 1);
 342         }
 343         if (ssize < len)
 344                 if (doasyncfree)
 345                         bdwrite(ebp);
 346                 else
 347                         bwrite(ebp);
 348         /*
 349          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
 350          */
 351         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->s_frags_per_block) {
 352                 ext2_blkfree(ip, dofftofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset),
 353                     fs->s_blocksize);
 354                 buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset = fsbtodoff(fs, blkno);
 355         }
 356         return (0);
 357
 358 fail:
 359         if (ssize < len)
 360                 brelse(ebp);
 361         if (sbap != &ip->i_db[0])
 362                 brelse(sbp);
 363         return (ENOSPC);
 364
 365 #endif /* FANCY_REALLOC */
 366 }
 367
 368 /*
 369  * Allocate an inode in the file system.
 370  *
 371  * we leave the actual allocation strategy to the (modified)
 372  * ext2_new_inode(), to make sure we get the policies right
 373  */
 374 int
 375 ext2_valloc(struct vnode *pvp, int mode, struct ucred *cred, struct vnode **vpp)
 376 {
 377         struct inode *pip;
 378         struct ext2_sb_info *fs;
 379         struct inode *ip;
 380         ino_t ino;
 381         int i, error;
 382
 383         *vpp = NULL;
 384         pip = VTOI(pvp);
 385         fs = pip->i_e2fs;
 386         if (fs->s_es->s_free_inodes_count == 0)
 387                 goto noinodes;
 388
 389         /* call the Linux routine - it returns the inode number only */
 390         ino = ext2_new_inode(pip, mode);
 391
 392         if (ino == 0)
 393                 goto noinodes;
 394         error = VFS_VGET(pvp->v_mount, NULL, ino, vpp);
 395         if (error) {
 396                 EXT2_VFREE(pvp, ino, mode);
 397                 return (error);
 398         }
 399         ip = VTOI(*vpp);
 400
 401         /*
 402           the question is whether using VGET was such good idea at all -
 403           Linux doesn't read the old inode in when it's allocating a
 404           new one. I will set at least i_size & i_blocks the zero.
 405         */
 406         ip->i_mode = 0;
 407         ip->i_size = 0;
 408         ip->i_blocks = 0;
 409         ip->i_flags = 0;
 410         /* now we want to make sure that the block pointers are zeroed out */
 411         for (i = 0; i < NDADDR; i++)
 412                 ip->i_db[i] = 0;
 413         for (i = 0; i < NIADDR; i++)
 414                 ip->i_ib[i] = 0;
 415
 416         /*
 417          * Set up a new generation number for this inode.
 418          * XXX check if this makes sense in ext2
 419          */
 420         if (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
 421                 ip->i_gen = krandom() / 2 + 1;
 422 /*
 423 kprintf("ext2_valloc: allocated inode %d\n", ino);
 424 */
 425         return (0);
 426 noinodes:
 427         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "out of inodes");
 428         uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n", fs->fs_fsmnt);
 429         return (ENOSPC);
 430 }
 431
 432 /*
 433  * Select the desired position for the next block in a file.
 434  *
 435  * we try to mimic what Remy does in inode_getblk/block_getblk
 436  *
 437  * we note: blocknr == 0 means that we're about to allocate either
 438  * a direct block or a pointer block at the first level of indirection
 439  * (In other words, stuff that will go in i_db[] or i_ib[])
 440  *
 441  * blocknr != 0 means that we're allocating a block that is none
 442  * of the above. Then, blocknr tells us the number of the block
 443  * that will hold the pointer
 444  */
 445 daddr_t
 446 ext2_blkpref(struct inode *ip, daddr_t lbn, int indx, daddr_t *bap,
 447              daddr_t blocknr)
 448 {
 449         int     tmp;
 450
 451         /*
 452          * if the next block is actually what we thought it is,
 453          * then set the goal to what we thought it should be
 454          */
 455         if (ip->i_next_alloc_block == lbn && ip->i_next_alloc_goal != 0)
 456                 return ip->i_next_alloc_goal;
 457
 458         /* now check whether we were provided with an array that basically
 459            tells us previous blocks to which we want to stay closeby
 460         */
 461         if(bap)
 462                 for (tmp = indx - 1; tmp >= 0; tmp--)
 463                         if (bap[tmp])
 464                                 return bap[tmp];
 465
 466         /*
 467          * else let's fall back to the blocknr, or, if there is none,
 468          * follow the rule that a block should be allocated near its inode
 469          */
 470         return blocknr ? blocknr :
 471                         (daddr_t)(ip->i_block_group *
 472                         EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(ip->i_e2fs)) +
 473                         ip->i_e2fs->s_es->s_first_data_block;
 474 }
 475
 476 /*
 477  * Free a block or fragment.
 478  *
 479  * pass on to the Linux code
 480  */
 481 void
 482 ext2_blkfree(struct inode *ip, daddr_t bno, long size)
 483 {
 484         struct ext2_sb_info *fs;
 485
 486         fs = ip->i_e2fs;
 487         /*
 488          *      call Linux code with mount *, block number, count
 489          */
 490         ext2_free_blocks(ITOV(ip)->v_mount, bno, size / fs->s_frag_size);
 491 }
 492
 493 /*
 494  * Free an inode.
 495  *
 496  * the maintenance of the actual bitmaps is again up to the linux code
 497  */
 498 int
 499 ext2_vfree(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
 500 {
 501         struct ext2_sb_info *fs;
 502         struct inode *pip;
 503         mode_t save_i_mode;
 504
 505         pip = VTOI(pvp);
 506         fs = pip->i_e2fs;
 507         if ((u_int)ino > fs->s_inodes_per_group * fs->s_groups_count)
 508                 panic("ext2_vfree: range: dev = (%d, %d), ino = %"PRId64", fs = %s",
 509                     major(pip->i_dev), minor(pip->i_dev), ino, fs->fs_fsmnt);
 510
 511 /* ext2_debug("ext2_vfree (%d, %d) called\n", pip->i_number, mode);
 512  */
 513         ext2_discard_prealloc(pip);
 514
 515         /* we need to make sure that ext2_free_inode can adjust the
 516            used_dir_counts in the group summary information - I'd
 517            really like to know what the rationale behind this
 518            'set i_mode to zero to denote an unused inode' is
 519          */
 520         save_i_mode = pip->i_mode;
 521         pip->i_mode = mode;
 522         ext2_free_inode(pip);
 523         pip->i_mode = save_i_mode;
 524         return (0);
 525 }
 526
 527 /*
 528  * Fserr prints the name of a file system with an error diagnostic.
 529  *
 530  * The form of the error message is:
 531  *      fs: error message
 532  */
 533 static void
 534 ext2_fserr(struct ext2_sb_info *fs, u_int uid, char *cp)
 535 {
 536         log(LOG_ERR, "uid %d on %s: %s\n", uid, fs->fs_fsmnt, cp);
 537 }