sys/vfs/ufs/ffs_alloc.c

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