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/malloc.h>
  40 #include <sys/proc.h>
  41 #include <sys/vnode.h>
  42 #include <sys/mount.h>
  43 #include <sys/kernel.h>
  44 #include <sys/sysctl.h>
  45 #include <sys/syslog.h>
  46
  47 #include <sys/taskqueue.h>
  48 #include <machine/inttypes.h>
  49
  50 #include <sys/buf2.h>
  51
  52 #include "quota.h"
  53 #include "inode.h"
  54 #include "ufs_extern.h"
  55 #include "ufsmount.h"
  56
  57 #include "fs.h"
  58 #include "ffs_extern.h"
  59
  60 typedef ufs_daddr_t allocfcn_t (struct inode *ip, int cg, ufs_daddr_t bpref,
  61                                   int size);
  62
  63 static ufs_daddr_t ffs_alloccg (struct inode *, int, ufs_daddr_t, int);
  64 static ufs_daddr_t
  65               ffs_alloccgblk (struct inode *, struct buf *, ufs_daddr_t);
  66 static void ffs_blkfree_cg(struct fs *, struct vnode *, cdev_t , ino_t,
  67                            uint32_t , ufs_daddr_t, long );
  68 #ifdef DIAGNOSTIC
  69 static int      ffs_checkblk (struct inode *, ufs_daddr_t, long);
  70 #endif
  71 static void     ffs_clusteracct (struct fs *, struct cg *, ufs_daddr_t,
  72                                      int);
  73 static ufs_daddr_t ffs_clusteralloc (struct inode *, int, ufs_daddr_t,
  74             int);
  75 static ino_t    ffs_dirpref (struct inode *);
  76 static ufs_daddr_t ffs_fragextend (struct inode *, int, long, int, int);
  77 static void     ffs_fserr (struct fs *, uint, char *);
  78 static u_long   ffs_hashalloc
  79                     (struct inode *, int, long, int, allocfcn_t *);
  80 static ino_t    ffs_nodealloccg (struct inode *, int, ufs_daddr_t, int);
  81 static ufs_daddr_t ffs_mapsearch (struct fs *, struct cg *, ufs_daddr_t,
  82             int);
  83
  84 /*
  85  * Allocate a block in the filesystem.
  86  *
  87  * The size of the requested block is given, which must be some
  88  * multiple of fs_fsize and <= fs_bsize.
  89  * A preference may be optionally specified. If a preference is given
  90  * the following hierarchy is used to allocate a block:
  91  *   1) allocate the requested block.
  92  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
  93  *   3) allocate a block in the same cylinder group.
  94  *   4) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
  95  *      available block is located.
  96  * If no block preference is given the following heirarchy is used
  97  * to allocate a block:
  98  *   1) allocate a block in the cylinder group that contains the
  99  *      inode for the file.
 100  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
 101  *      available block is located.
 102  */
 103 int
 104 ffs_alloc(struct inode *ip, ufs_daddr_t lbn, ufs_daddr_t bpref, int size,
 105           struct ucred *cred, ufs_daddr_t *bnp)
 106 {
 107         struct fs *fs;
 108         ufs_daddr_t bno;
 109         int cg;
 110 #ifdef QUOTA
 111         int error;
 112 #endif
 113
 114         *bnp = 0;
 115         fs = ip->i_fs;
 116 #ifdef DIAGNOSTIC
 117         if ((uint)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
 118                 kprintf("dev = %s, bsize = %ld, size = %d, fs = %s\n",
 119                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_bsize, size,
 120                     fs->fs_fsmnt);
 121                 panic("ffs_alloc: bad size");
 122         }
 123         if (cred == NOCRED)
 124                 panic("ffs_alloc: missing credential");
 125 #endif /* DIAGNOSTIC */
 126         if (size == fs->fs_bsize && fs->fs_cstotal.cs_nbfree == 0)
 127                 goto nospace;
 128         if (cred->cr_uid != 0 &&
 129             freespace(fs, fs->fs_minfree) - numfrags(fs, size) < 0)
 130                 goto nospace;
 131 #ifdef QUOTA
 132         error = ufs_chkdq(ip, (long)btodb(size), cred, 0);
 133         if (error)
 134                 return (error);
 135 #endif
 136         if (bpref >= fs->fs_size)
 137                 bpref = 0;
 138         if (bpref == 0)
 139                 cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
 140         else
 141                 cg = dtog(fs, bpref);
 142         bno = (ufs_daddr_t)ffs_hashalloc(ip, cg, (long)bpref, size,
 143                                          ffs_alloccg);
 144         if (bno > 0) {
 145                 ip->i_blocks += btodb(size);
 146                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 147                 *bnp = bno;
 148                 return (0);
 149         }
 150 #ifdef QUOTA
 151         /*
 152          * Restore user's disk quota because allocation failed.
 153          */
 154         (void) ufs_chkdq(ip, (long)-btodb(size), cred, FORCE);
 155 #endif
 156 nospace:
 157         ffs_fserr(fs, cred->cr_uid, "filesystem full");
 158         uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n", fs->fs_fsmnt);
 159         return (ENOSPC);
 160 }
 161
 162 /*
 163  * Reallocate a fragment to a bigger size
 164  *
 165  * The number and size of the old block is given, and a preference
 166  * and new size is also specified. The allocator attempts to extend
 167  * the original block. Failing that, the regular block allocator is
 168  * invoked to get an appropriate block.
 169  */
 170 int
 171 ffs_realloccg(struct inode *ip, ufs_daddr_t lbprev, ufs_daddr_t bpref,
 172               int osize, int nsize, struct ucred *cred, struct buf **bpp)
 173 {
 174         struct fs *fs;
 175         struct buf *bp;
 176         int cg, request, error;
 177         ufs_daddr_t bprev, bno;
 178
 179         *bpp = NULL;
 180         fs = ip->i_fs;
 181 #ifdef DIAGNOSTIC
 182         if ((uint)osize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, osize) != 0 ||
 183             (uint)nsize > fs->fs_bsize || fragoff(fs, nsize) != 0) {
 184                 kprintf(
 185                 "dev = %s, bsize = %ld, osize = %d, nsize = %d, fs = %s\n",
 186                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_bsize, osize,
 187                     nsize, fs->fs_fsmnt);
 188                 panic("ffs_realloccg: bad size");
 189         }
 190         if (cred == NOCRED)
 191                 panic("ffs_realloccg: missing credential");
 192 #endif /* DIAGNOSTIC */
 193         if (cred->cr_uid != 0 &&
 194             freespace(fs, fs->fs_minfree) -  numfrags(fs, nsize - osize) < 0)
 195                 goto nospace;
 196         if ((bprev = ip->i_db[lbprev]) == 0) {
 197                 kprintf("dev = %s, bsize = %ld, bprev = %ld, fs = %s\n",
 198                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_bsize, (long)bprev,
 199                     fs->fs_fsmnt);
 200                 panic("ffs_realloccg: bad bprev");
 201         }
 202         /*
 203          * Allocate the extra space in the buffer.
 204          */
 205         error = bread(ITOV(ip), lblktodoff(fs, lbprev), osize, &bp);
 206         if (error) {
 207                 brelse(bp);
 208                 return (error);
 209         }
 210
 211         if(bp->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) {
 212                 if (lbprev >= UFS_NDADDR)
 213                         panic("ffs_realloccg: lbprev out of range");
 214                 bp->b_bio2.bio_offset = fsbtodoff(fs, bprev);
 215         }
 216
 217 #ifdef QUOTA
 218         error = ufs_chkdq(ip, (long)btodb(nsize - osize), cred, 0);
 219         if (error) {
 220                 brelse(bp);
 221                 return (error);
 222         }
 223 #endif
 224         /*
 225          * Check for extension in the existing location.
 226          */
 227         cg = dtog(fs, bprev);
 228         bno = ffs_fragextend(ip, cg, (long)bprev, osize, nsize);
 229         if (bno) {
 230                 if (bp->b_bio2.bio_offset != fsbtodoff(fs, bno))
 231                         panic("ffs_realloccg: bad blockno");
 232                 ip->i_blocks += btodb(nsize - osize);
 233                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 234                 allocbuf(bp, nsize);
 235                 bzero((char *)bp->b_data + osize, (uint)nsize - osize);
 236                 *bpp = bp;
 237                 return (0);
 238         }
 239         /*
 240          * Allocate a new disk location.
 241          */
 242         if (bpref >= fs->fs_size)
 243                 bpref = 0;
 244         switch ((int)fs->fs_optim) {
 245         case FS_OPTSPACE:
 246                 /*
 247                  * Allocate an exact sized fragment. Although this makes
 248                  * best use of space, we will waste time relocating it if
 249                  * the file continues to grow. If the fragmentation is
 250                  * less than half of the minimum free reserve, we choose
 251                  * to begin optimizing for time.
 252                  */
 253                 request = nsize;
 254                 if (fs->fs_minfree <= 5 ||
 255                     fs->fs_cstotal.cs_nffree >
 256                     (off_t)fs->fs_dsize * fs->fs_minfree / (2 * 100))
 257                         break;
 258                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from SPACE to TIME\n",
 259                         fs->fs_fsmnt);
 260                 fs->fs_optim = FS_OPTTIME;
 261                 break;
 262         case FS_OPTTIME:
 263                 /*
 264                  * At this point we have discovered a file that is trying to
 265                  * grow a small fragment to a larger fragment. To save time,
 266                  * we allocate a full sized block, then free the unused portion.
 267                  * If the file continues to grow, the `ffs_fragextend' call
 268                  * above will be able to grow it in place without further
 269                  * copying. If aberrant programs cause disk fragmentation to
 270                  * grow within 2% of the free reserve, we choose to begin
 271                  * optimizing for space.
 272                  */
 273                 request = fs->fs_bsize;
 274                 if (fs->fs_cstotal.cs_nffree <
 275                     (off_t)fs->fs_dsize * (fs->fs_minfree - 2) / 100)
 276                         break;
 277                 log(LOG_NOTICE, "%s: optimization changed from TIME to SPACE\n",
 278                         fs->fs_fsmnt);
 279                 fs->fs_optim = FS_OPTSPACE;
 280                 break;
 281         default:
 282                 kprintf("dev = %s, optim = %ld, fs = %s\n",
 283                     devtoname(ip->i_dev), (long)fs->fs_optim, fs->fs_fsmnt);
 284                 panic("ffs_realloccg: bad optim");
 285                 /* NOTREACHED */
 286         }
 287         bno = (ufs_daddr_t)ffs_hashalloc(ip, cg, (long)bpref, request,
 288                                          ffs_alloccg);
 289         if (bno > 0) {
 290                 bp->b_bio2.bio_offset = fsbtodoff(fs, bno);
 291                 if (!DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
 292                         ffs_blkfree(ip, bprev, (long)osize);
 293                 if (nsize < request)
 294                         ffs_blkfree(ip, bno + numfrags(fs, nsize),
 295                             (long)(request - nsize));
 296                 ip->i_blocks += btodb(nsize - osize);
 297                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 298                 allocbuf(bp, nsize);
 299                 bzero((char *)bp->b_data + osize, (uint)nsize - osize);
 300                 *bpp = bp;
 301                 return (0);
 302         }
 303 #ifdef QUOTA
 304         /*
 305          * Restore user's disk quota because allocation failed.
 306          */
 307         (void) ufs_chkdq(ip, (long)-btodb(nsize - osize), cred, FORCE);
 308 #endif
 309         brelse(bp);
 310 nospace:
 311         /*
 312          * no space available
 313          */
 314         ffs_fserr(fs, cred->cr_uid, "filesystem full");
 315         uprintf("\n%s: write failed, filesystem is full\n", fs->fs_fsmnt);
 316         return (ENOSPC);
 317 }
 318
 319 SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, ffs, CTLFLAG_RW, 0, "FFS filesystem");
 320
 321 /*
 322  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
 323  *
 324  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
 325  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
 326  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible to
 327  * an fs_rotdelay offset from the end of the allocation for the logical
 328  * block immediately preceeding the current range. If successful, the
 329  * physical block numbers in the buffer pointers and in the inode are
 330  * changed to reflect the new allocation. If unsuccessful, the allocation
 331  * is left unchanged. The success in doing the reallocation is returned.
 332  * Note that the error return is not reflected back to the user. Rather
 333  * the previous block allocation will be used.
 334  */
 335 static int doasyncfree = 1;
 336 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, FFS_ASYNCFREE, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0, "");
 337
 338 static int doreallocblks = 1;
 339 SYSCTL_INT(_vfs_ffs, FFS_REALLOCBLKS, doreallocblks, CTLFLAG_RW, &doreallocblks, 0, "");
 340
 341 #ifdef DEBUG
 342 static volatile int prtrealloc = 0;
 343 #endif
 344
 345 /*
 346  * ffs_reallocblks(struct vnode *a_vp, struct cluster_save *a_buflist)
 347  */
 348 int
 349 ffs_reallocblks(struct vop_reallocblks_args *ap)
 350 {
 351         struct fs *fs;
 352         struct inode *ip;
 353         struct vnode *vp;
 354         struct buf *sbp, *ebp;
 355         ufs_daddr_t *bap, *sbap, *ebap = NULL;
 356         struct cluster_save *buflist;
 357         ufs_daddr_t start_lbn, end_lbn, soff, newblk, blkno;
 358 #ifdef DIAGNOSTIC
 359         off_t boffset;
 360 #endif
 361         struct indir start_ap[UFS_NIADDR + 1], end_ap[UFS_NIADDR + 1], *idp;
 362         int i, len, slen, start_lvl, end_lvl, pref, ssize;
 363
 364         if (doreallocblks == 0)
 365                 return (ENOSPC);
 366         vp = ap->a_vp;
 367         ip = VTOI(vp);
 368         fs = ip->i_fs;
 369         if (fs->fs_contigsumsize <= 0)
 370                 return (ENOSPC);
 371         buflist = ap->a_buflist;
 372         len = buflist->bs_nchildren;
 373         start_lbn = lblkno(fs, buflist->bs_children[0]->b_loffset);
 374         end_lbn = start_lbn + len - 1;
 375 #ifdef DIAGNOSTIC
 376         for (i = 0; i < len; i++)
 377                 if (!ffs_checkblk(ip,
 378                    dofftofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset), fs->fs_bsize))
 379                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 1");
 380         for (i = 1; i < len; i++) {
 381                 if (buflist->bs_children[i]->b_loffset != lblktodoff(fs, start_lbn) + lblktodoff(fs, i))
 382                         panic("ffs_reallocblks: non-logical cluster");
 383         }
 384         boffset = buflist->bs_children[0]->b_bio2.bio_offset;
 385         ssize = (int)fsbtodoff(fs, fs->fs_frag);
 386         for (i = 1; i < len - 1; i++)
 387                 if (buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset != boffset + (i * ssize))
 388                         panic("ffs_reallocblks: non-physical cluster %d", i);
 389 #endif
 390         /*
 391          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
 392          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
 393          * the previous cylinder group.
 394          */
 395         if (dtog(fs, dofftofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_bio2.bio_offset)) !=
 396             dtog(fs, dofftofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_bio2.bio_offset)))
 397                 return (ENOSPC);
 398         if (ufs_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
 399             ufs_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
 400                 return (ENOSPC);
 401         /*
 402          * Get the starting offset and block map for the first block and
 403          * the number of blocks that will fit into sbap starting at soff.
 404          */
 405         if (start_lvl == 0) {
 406                 sbap = &ip->i_db[0];
 407                 soff = start_lbn;
 408                 slen = UFS_NDADDR - soff;
 409         } else {
 410                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
 411                 if (bread(vp, lblktodoff(fs, idp->in_lbn), (int)fs->fs_bsize, &sbp)) {
 412                         brelse(sbp);
 413                         return (ENOSPC);
 414                 }
 415                 sbap = (ufs_daddr_t *)sbp->b_data;
 416                 soff = idp->in_off;
 417                 slen = fs->fs_nindir - soff;
 418         }
 419         /*
 420          * Find the preferred location for the cluster.
 421          */
 422         pref = ffs_blkpref(ip, start_lbn, soff, sbap);
 423
 424         /*
 425          * If the block range spans two block maps, get the second map.
 426          */
 427         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
 428                 ssize = len;
 429         } else {
 430 #ifdef DIAGNOSTIC
 431                 if (start_ap[start_lvl-1].in_lbn == idp->in_lbn)
 432                         panic("ffs_reallocblk: start == end");
 433 #endif
 434                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
 435                 if (bread(vp, lblktodoff(fs, idp->in_lbn), (int)fs->fs_bsize, &ebp))
 436                         goto fail;
 437                 ebap = (ufs_daddr_t *)ebp->b_data;
 438         }
 439
 440         /*
 441          * Make sure we aren't spanning more then two blockmaps.  ssize is
 442          * our calculation of the span we have to scan in the first blockmap,
 443          * while slen is our calculation of the number of entries available
 444          * in the first blockmap (from soff).
 445          */
 446         if (ssize > slen) {
 447                 panic("ffs_reallocblks: range spans more then two blockmaps!"
 448                         " start_lbn %ld len %d (%d/%d)",
 449                         (long)start_lbn, len, slen, ssize);
 450         }
 451         /*
 452          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
 453          */
 454         if ((newblk = (ufs_daddr_t)ffs_hashalloc(ip, dtog(fs, pref), (long)pref,
 455             len, ffs_clusteralloc)) == 0)
 456                 goto fail;
 457         /*
 458          * We have found a new contiguous block.
 459          *
 460          * First we have to replace the old block pointers with the new
 461          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
 462          * with the file.
 463          */
 464 #ifdef DEBUG
 465         if (prtrealloc)
 466                 kprintf("realloc: ino %ju, lbns %d-%d\n\told:",
 467                     (uintmax_t)ip->i_number, start_lbn, end_lbn);
 468 #endif
 469         blkno = newblk;
 470         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
 471                 if (i == ssize) {
 472                         bap = ebap;
 473                         soff = -i;
 474                 }
 475 #ifdef DIAGNOSTIC
 476                 if (!ffs_checkblk(ip,
 477                    dofftofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset), fs->fs_bsize))
 478                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 2");
 479                 if (dofftofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset) != *bap)
 480                         panic("ffs_reallocblks: alloc mismatch");
 481 #endif
 482 #ifdef DEBUG
 483                 if (prtrealloc)
 484                         kprintf(" %d,", *bap);
 485 #endif
 486                 if (DOINGSOFTDEP(vp)) {
 487                         if (sbap == &ip->i_db[0] && i < ssize)
 488                                 softdep_setup_allocdirect(ip, start_lbn + i,
 489                                     blkno, *bap, fs->fs_bsize, fs->fs_bsize,
 490                                     buflist->bs_children[i]);
 491                         else
 492                                 softdep_setup_allocindir_page(ip, start_lbn + i,
 493                                     i < ssize ? sbp : ebp, soff + i, blkno,
 494                                     *bap, buflist->bs_children[i]);
 495                 }
 496                 *bap++ = blkno;
 497         }
 498         /*
 499          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
 500          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
 501          * the old block values may have been written to disk. In practise
 502          * they are almost never written, but if we are concerned about
 503          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
 504          *
 505          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
 506          * that shows whether the associated buffers and inodes have
 507          * been written. The flag should be set when the cluster is
 508          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
 509          * We can then check below to see if it is set, and do the
 510          * synchronous write only when it has been cleared.
 511          */
 512         if (sbap != &ip->i_db[0]) {
 513                 if (doasyncfree)
 514                         bdwrite(sbp);
 515                 else
 516                         bwrite(sbp);
 517         } else {
 518                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 519                 if (!doasyncfree)
 520                         ffs_update(vp, 1);
 521         }
 522         if (ssize < len) {
 523                 if (doasyncfree)
 524                         bdwrite(ebp);
 525                 else
 526                         bwrite(ebp);
 527         }
 528         /*
 529          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
 530          */
 531 #ifdef DEBUG
 532         if (prtrealloc)
 533                 kprintf("\n\tnew:");
 534 #endif
 535         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->fs_frag) {
 536                 if (!DOINGSOFTDEP(vp) &&
 537                     buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET) {
 538                         ffs_blkfree(ip,
 539                             dofftofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset),
 540                             fs->fs_bsize);
 541                 }
 542                 buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset = fsbtodoff(fs, blkno);
 543 #ifdef DIAGNOSTIC
 544                 if (!ffs_checkblk(ip,
 545                    dofftofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset), fs->fs_bsize))
 546                         panic("ffs_reallocblks: unallocated block 3");
 547 #endif
 548 #ifdef DEBUG
 549                 if (prtrealloc)
 550                         kprintf(" %d,", blkno);
 551 #endif
 552         }
 553 #ifdef DEBUG
 554         if (prtrealloc) {
 555                 prtrealloc--;
 556                 kprintf("\n");
 557         }
 558 #endif
 559         return (0);
 560
 561 fail:
 562         if (ssize < len)
 563                 brelse(ebp);
 564         if (sbap != &ip->i_db[0])
 565                 brelse(sbp);
 566         return (ENOSPC);
 567 }
 568
 569 /*
 570  * Allocate an inode in the filesystem.
 571  *
 572  * If allocating a directory, use ffs_dirpref to select the inode.
 573  * If allocating in a directory, the following hierarchy is followed:
 574  *   1) allocate the preferred inode.
 575  *   2) allocate an inode in the same cylinder group.
 576  *   3) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
 577  *      available inode is located.
 578  * If no inode preference is given the following heirarchy is used
 579  * to allocate an inode:
 580  *   1) allocate an inode in cylinder group 0.
 581  *   2) quadradically rehash into other cylinder groups, until an
 582  *      available inode is located.
 583  */
 584 int
 585 ffs_valloc(struct vnode *pvp, int mode, struct ucred *cred, struct vnode **vpp)
 586 {
 587         struct inode *pip;
 588         struct fs *fs;
 589         struct inode *ip;
 590         ino_t ino, ipref;
 591         int cg, error;
 592
 593         *vpp = NULL;
 594         pip = VTOI(pvp);
 595         fs = pip->i_fs;
 596         if (fs->fs_cstotal.cs_nifree == 0)
 597                 goto noinodes;
 598
 599         if ((mode & IFMT) == IFDIR)
 600                 ipref = ffs_dirpref(pip);
 601         else
 602                 ipref = pip->i_number;
 603         if (ipref >= fs->fs_ncg * fs->fs_ipg)
 604                 ipref = 0;
 605         cg = ino_to_cg(fs, ipref);
 606         /*
 607          * Track number of dirs created one after another
 608          * in a same cg without intervening by files.
 609          */
 610         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
 611                 if (fs->fs_contigdirs[cg] < 255)
 612                         fs->fs_contigdirs[cg]++;
 613         } else {
 614                 if (fs->fs_contigdirs[cg] > 0)
 615                         fs->fs_contigdirs[cg]--;
 616         }
 617         ino = (ino_t)ffs_hashalloc(pip, cg, (long)ipref, mode,
 618                                         (allocfcn_t *)ffs_nodealloccg);
 619         if (ino == 0)
 620                 goto noinodes;
 621         error = VFS_VGET(pvp->v_mount, NULL, ino, vpp);
 622         if (error) {
 623                 ffs_vfree(pvp, ino, mode);
 624                 return (error);
 625         }
 626         ip = VTOI(*vpp);
 627         if (ip->i_mode) {
 628                 kprintf("mode = 0%o, inum = %lu, fs = %s\n",
 629                     ip->i_mode, (u_long)ip->i_number, fs->fs_fsmnt);
 630                 panic("ffs_valloc: dup alloc");
 631         }
 632         if (ip->i_blocks) {                             /* XXX */
 633                 kprintf("free inode %s/%lu had %ld blocks\n",
 634                     fs->fs_fsmnt, (u_long)ino, (long)ip->i_blocks);
 635                 ip->i_blocks = 0;
 636         }
 637         ip->i_flags = 0;
 638         /*
 639          * Set up a new generation number for this inode.
 640          */
 641         if (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
 642                 ip->i_gen = krandom() / 2 + 1;
 643         return (0);
 644 noinodes:
 645         ffs_fserr(fs, cred->cr_uid, "out of inodes");
 646         uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n", fs->fs_fsmnt);
 647         return (ENOSPC);
 648 }
 649
 650 /*
 651  * Find a cylinder group to place a directory.
 652  *
 653  * The policy implemented by this algorithm is to allocate a
 654  * directory inode in the same cylinder group as its parent
 655  * directory, but also to reserve space for its files inodes
 656  * and data. Restrict the number of directories which may be
 657  * allocated one after another in the same cylinder group
 658  * without intervening allocation of files.
 659  *
 660  * If we allocate a first level directory then force allocation
 661  * in another cylinder group.
 662  */
 663 static ino_t
 664 ffs_dirpref(struct inode *pip)
 665 {
 666         struct fs *fs;
 667         int cg, prefcg, dirsize, cgsize;
 668         int64_t dirsize64;
 669         int avgifree, avgbfree, avgndir, curdirsize;
 670         int minifree, minbfree, maxndir;
 671         int mincg, minndir;
 672         int maxcontigdirs;
 673
 674         fs = pip->i_fs;
 675
 676         avgifree = fs->fs_cstotal.cs_nifree / fs->fs_ncg;
 677         avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
 678         avgndir = fs->fs_cstotal.cs_ndir / fs->fs_ncg;
 679
 680         /*
 681          * Force allocation in another cg if creating a first level dir.
 682          */
 683         if (ITOV(pip)->v_flag & VROOT) {
 684                 prefcg = karc4random() % fs->fs_ncg;
 685                 mincg = prefcg;
 686                 minndir = fs->fs_ipg;
 687                 for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
 688                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
 689                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree &&
 690                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
 691                                 mincg = cg;
 692                                 minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
 693                         }
 694                 for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 695                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < minndir &&
 696                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree &&
 697                             fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
 698                                 mincg = cg;
 699                                 minndir = fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir;
 700                         }
 701                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * mincg));
 702         }
 703
 704         /*
 705          * Count various limits which used for
 706          * optimal allocation of a directory inode.
 707          */
 708         maxndir = min(avgndir + fs->fs_ipg / 16, fs->fs_ipg);
 709         minifree = avgifree - avgifree / 4;
 710         if (minifree < 1)
 711                 minifree = 1;
 712         minbfree = avgbfree - avgbfree / 4;
 713         if (minbfree < 1)
 714                 minbfree = 1;
 715         cgsize = fs->fs_fsize * fs->fs_fpg;
 716
 717         /*
 718          * fs_avgfilesize and fs_avgfpdir are user-settable entities and
 719          * multiplying them may overflow a 32 bit integer.
 720          */
 721         dirsize64 = fs->fs_avgfilesize * (int64_t)fs->fs_avgfpdir;
 722         if (dirsize64 > 0x7fffffff) {
 723                 maxcontigdirs = 1;
 724         } else {
 725                 dirsize = (int)dirsize64;
 726                 curdirsize = avgndir ?
 727                         (cgsize - avgbfree * fs->fs_bsize) / avgndir : 0;
 728                 if (dirsize < curdirsize)
 729                         dirsize = curdirsize;
 730                 maxcontigdirs = min((avgbfree * fs->fs_bsize) / dirsize, 255);
 731                 if (fs->fs_avgfpdir > 0)
 732                         maxcontigdirs = min(maxcontigdirs,
 733                                     fs->fs_ipg / fs->fs_avgfpdir);
 734                 if (maxcontigdirs == 0)
 735                         maxcontigdirs = 1;
 736         }
 737
 738         /*
 739          * Limit number of dirs in one cg and reserve space for
 740          * regular files, but only if we have no deficit in
 741          * inodes or space.
 742          */
 743         prefcg = ino_to_cg(fs, pip->i_number);
 744         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
 745                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
 746                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
 747                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
 748                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
 749                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
 750                 }
 751         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 752                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir < maxndir &&
 753                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= minifree &&
 754                     fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= minbfree) {
 755                         if (fs->fs_contigdirs[cg] < maxcontigdirs)
 756                                 return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
 757                 }
 758         /*
 759          * This is a backstop when we have deficit in space.
 760          */
 761         for (cg = prefcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
 762                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
 763                         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
 764         for (cg = 0; cg < prefcg; cg++)
 765                 if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree >= avgifree)
 766                         break;
 767         return ((ino_t)(fs->fs_ipg * cg));
 768 }
 769
 770 /*
 771  * Select the desired position for the next block in a file.  The file is
 772  * logically divided into sections. The first section is composed of the
 773  * direct blocks. Each additional section contains fs_maxbpg blocks.
 774  *
 775  * If no blocks have been allocated in the first section, the policy is to
 776  * request a block in the same cylinder group as the inode that describes
 777  * the file. If no blocks have been allocated in any other section, the
 778  * policy is to place the section in a cylinder group with a greater than
 779  * average number of free blocks.  An appropriate cylinder group is found
 780  * by using a rotor that sweeps the cylinder groups. When a new group of
 781  * blocks is needed, the sweep begins in the cylinder group following the
 782  * cylinder group from which the previous allocation was made. The sweep
 783  * continues until a cylinder group with greater than the average number
 784  * of free blocks is found. If the allocation is for the first block in an
 785  * indirect block, the information on the previous allocation is unavailable;
 786  * here a best guess is made based upon the logical block number being
 787  * allocated.
 788  *
 789  * If a section is already partially allocated, the policy is to
 790  * contiguously allocate fs_maxcontig blocks.  The end of one of these
 791  * contiguous blocks and the beginning of the next is physically separated
 792  * so that the disk head will be in transit between them for at least
 793  * fs_rotdelay milliseconds.  This is to allow time for the processor to
 794  * schedule another I/O transfer.
 795  */
 796 ufs_daddr_t
 797 ffs_blkpref(struct inode *ip, ufs_daddr_t lbn, int indx, ufs_daddr_t *bap)
 798 {
 799         struct fs *fs;
 800         int cg;
 801         int avgbfree, startcg;
 802         ufs_daddr_t nextblk;
 803
 804         fs = ip->i_fs;
 805         if (indx % fs->fs_maxbpg == 0 || bap[indx - 1] == 0) {
 806                 if (lbn < UFS_NDADDR + NINDIR(fs)) {
 807                         cg = ino_to_cg(fs, ip->i_number);
 808                         return (fs->fs_fpg * cg + fs->fs_frag);
 809                 }
 810                 /*
 811                  * Find a cylinder with greater than average number of
 812                  * unused data blocks.
 813                  */
 814                 if (indx == 0 || bap[indx - 1] == 0)
 815                         startcg =
 816                             ino_to_cg(fs, ip->i_number) + lbn / fs->fs_maxbpg;
 817                 else
 818                         startcg = dtog(fs, bap[indx - 1]) + 1;
 819                 startcg %= fs->fs_ncg;
 820                 avgbfree = fs->fs_cstotal.cs_nbfree / fs->fs_ncg;
 821                 for (cg = startcg; cg < fs->fs_ncg; cg++)
 822                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
 823                                 fs->fs_cgrotor = cg;
 824                                 return (fs->fs_fpg * cg + fs->fs_frag);
 825                         }
 826                 for (cg = 0; cg <= startcg; cg++)
 827                         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree >= avgbfree) {
 828                                 fs->fs_cgrotor = cg;
 829                                 return (fs->fs_fpg * cg + fs->fs_frag);
 830                         }
 831                 return (0);
 832         }
 833         /*
 834          * One or more previous blocks have been laid out. If less
 835          * than fs_maxcontig previous blocks are contiguous, the
 836          * next block is requested contiguously, otherwise it is
 837          * requested rotationally delayed by fs_rotdelay milliseconds.
 838          */
 839         nextblk = bap[indx - 1] + fs->fs_frag;
 840         if (fs->fs_rotdelay == 0 || indx < fs->fs_maxcontig ||
 841             bap[indx - fs->fs_maxcontig] +
 842             blkstofrags(fs, fs->fs_maxcontig) != nextblk)
 843                 return (nextblk);
 844         /*
 845          * Here we convert ms of delay to frags as:
 846          * (frags) = (ms) * (rev/sec) * (sect/rev) /
 847          *      ((sect/frag) * (ms/sec))
 848          * then round up to the next block.
 849          */
 850         nextblk += roundup(fs->fs_rotdelay * fs->fs_rps * fs->fs_nsect /
 851             (NSPF(fs) * 1000), fs->fs_frag);
 852         return (nextblk);
 853 }
 854
 855 /*
 856  * Implement the cylinder overflow algorithm.
 857  *
 858  * The policy implemented by this algorithm is:
 859  *   1) allocate the block in its requested cylinder group.
 860  *   2) quadradically rehash on the cylinder group number.
 861  *   3) brute force search for a free block.
 862  */
 863 /*VARARGS5*/
 864 static u_long
 865 ffs_hashalloc(struct inode *ip, int cg, long pref,
 866               int size, /* size for data blocks, mode for inodes */
 867               allocfcn_t *allocator)
 868 {
 869         struct fs *fs;
 870         long result;    /* XXX why not same type as we return? */
 871         int i, icg = cg;
 872
 873         fs = ip->i_fs;
 874         /*
 875          * 1: preferred cylinder group
 876          */
 877         result = (*allocator)(ip, cg, pref, size);
 878         if (result)
 879                 return (result);
 880         /*
 881          * 2: quadratic rehash
 882          */
 883         for (i = 1; i < fs->fs_ncg; i *= 2) {
 884                 cg += i;
 885                 if (cg >= fs->fs_ncg)
 886                         cg -= fs->fs_ncg;
 887                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 888                 if (result)
 889                         return (result);
 890         }
 891         /*
 892          * 3: brute force search
 893          * Note that we start at i == 2, since 0 was checked initially,
 894          * and 1 is always checked in the quadratic rehash.
 895          */
 896         cg = (icg + 2) % fs->fs_ncg;
 897         for (i = 2; i < fs->fs_ncg; i++) {
 898                 result = (*allocator)(ip, cg, 0, size);
 899                 if (result)
 900                         return (result);
 901                 cg++;
 902                 if (cg == fs->fs_ncg)
 903                         cg = 0;
 904         }
 905         return (0);
 906 }
 907
 908 /*
 909  * Determine whether a fragment can be extended.
 910  *
 911  * Check to see if the necessary fragments are available, and
 912  * if they are, allocate them.
 913  */
 914 static ufs_daddr_t
 915 ffs_fragextend(struct inode *ip, int cg, long bprev, int osize, int nsize)
 916 {
 917         struct fs *fs;
 918         struct cg *cgp;
 919         struct buf *bp;
 920         long bno;
 921         int frags, bbase;
 922         int i, error;
 923         uint8_t *blksfree;
 924
 925         fs = ip->i_fs;
 926         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree < numfrags(fs, nsize - osize))
 927                 return (0);
 928         frags = numfrags(fs, nsize);
 929         bbase = fragnum(fs, bprev);
 930         if (bbase > fragnum(fs, (bprev + frags - 1))) {
 931                 /* cannot extend across a block boundary */
 932                 return (0);
 933         }
 934         KKASSERT(blknum(fs, bprev) == blknum(fs, bprev + frags - 1));
 935         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, cg)),
 936                 (int)fs->fs_cgsize, &bp);
 937         if (error) {
 938                 brelse(bp);
 939                 return (0);
 940         }
 941         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
 942         if (!cg_chkmagic(cgp)) {
 943                 brelse(bp);
 944                 return (0);
 945         }
 946         cgp->cg_time = time_second;
 947         bno = dtogd(fs, bprev);
 948         blksfree = cg_blksfree(cgp);
 949         for (i = numfrags(fs, osize); i < frags; i++) {
 950                 if (isclr(blksfree, bno + i)) {
 951                         brelse(bp);
 952                         return (0);
 953                 }
 954         }
 955
 956         /*
 957          * the current fragment can be extended
 958          * deduct the count on fragment being extended into
 959          * increase the count on the remaining fragment (if any)
 960          * allocate the extended piece
 961          *
 962          * ---oooooooooonnnnnnn111----
 963          *    [-----frags-----]
 964          *    ^                       ^
 965          *    bbase                   fs_frag
 966          */
 967         for (i = frags; i < fs->fs_frag - bbase; i++) {
 968                 if (isclr(blksfree, bno + i))
 969                         break;
 970         }
 971
 972         /*
 973          * Size of original free frag is [i - numfrags(fs, osize)]
 974          * Size of remaining free frag is [i - frags]
 975          */
 976         cgp->cg_frsum[i - numfrags(fs, osize)]--;
 977         if (i != frags)
 978                 cgp->cg_frsum[i - frags]++;
 979         for (i = numfrags(fs, osize); i < frags; i++) {
 980                 clrbit(blksfree, bno + i);
 981                 cgp->cg_cs.cs_nffree--;
 982                 fs->fs_cstotal.cs_nffree--;
 983                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree--;
 984         }
 985         fs->fs_fmod = 1;
 986         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
 987                 softdep_setup_blkmapdep(bp, fs, bprev);
 988         bdwrite(bp);
 989         return (bprev);
 990 }
 991
 992 /*
 993  * Determine whether a block can be allocated.
 994  *
 995  * Check to see if a block of the appropriate size is available,
 996  * and if it is, allocate it.
 997  */
 998 static ufs_daddr_t
 999 ffs_alloccg(struct inode *ip, int cg, ufs_daddr_t bpref, int size)
1000 {
1001         struct fs *fs;
1002         struct cg *cgp;
1003         struct buf *bp;
1004         int i;
1005         ufs_daddr_t bno, blkno;
1006         int allocsiz, error, frags;
1007         uint8_t *blksfree;
1008
1009         fs = ip->i_fs;
1010         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize)
1011                 return (0);
1012         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, cg)),
1013                 (int)fs->fs_cgsize, &bp);
1014         if (error) {
1015                 brelse(bp);
1016                 return (0);
1017         }
1018         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1019         if (!cg_chkmagic(cgp) ||
1020             (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0 && size == fs->fs_bsize)) {
1021                 brelse(bp);
1022                 return (0);
1023         }
1024         cgp->cg_time = time_second;
1025         if (size == fs->fs_bsize) {
1026                 bno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref);
1027                 bdwrite(bp);
1028                 return (bno);
1029         }
1030         /*
1031          * Check to see if any fragments of sufficient size are already
1032          * available.  Fit the data into a larger fragment if necessary,
1033          * before allocating a whole new block.
1034          */
1035         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1036         frags = numfrags(fs, size);
1037         for (allocsiz = frags; allocsiz < fs->fs_frag; allocsiz++) {
1038                 if (cgp->cg_frsum[allocsiz] != 0)
1039                         break;
1040         }
1041         if (allocsiz == fs->fs_frag) {
1042                 /*
1043                  * No fragments were available, allocate a whole block and
1044                  * cut the requested fragment (of size frags) out of it.
1045                  */
1046                 if (cgp->cg_cs.cs_nbfree == 0) {
1047                         brelse(bp);
1048                         return (0);
1049                 }
1050                 bno = ffs_alloccgblk(ip, bp, bpref);
1051                 bpref = dtogd(fs, bno);
1052                 for (i = frags; i < fs->fs_frag; i++)
1053                         setbit(blksfree, bpref + i);
1054
1055                 /*
1056                  * Calculate the number of free frags still remaining after
1057                  * we have cut out the requested allocation.  Indicate that
1058                  * a fragment of that size is now available for future
1059                  * allocation.
1060                  */
1061                 i = fs->fs_frag - frags;
1062                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
1063                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
1064                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree += i;
1065                 fs->fs_fmod = 1;
1066                 cgp->cg_frsum[i]++;
1067                 bdwrite(bp);
1068                 return (bno);
1069         }
1070
1071         /*
1072          * cg_frsum[] has told us that a free fragment of allocsiz size is
1073          * available.  Find it, then clear the bitmap bits associated with
1074          * the size we want.
1075          */
1076         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, allocsiz);
1077         if (bno < 0) {
1078                 brelse(bp);
1079                 return (0);
1080         }
1081         for (i = 0; i < frags; i++)
1082                 clrbit(blksfree, bno + i);
1083         cgp->cg_cs.cs_nffree -= frags;
1084         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= frags;
1085         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= frags;
1086         fs->fs_fmod = 1;
1087
1088         /*
1089          * Account for the allocation.  The original searched size that we
1090          * found is no longer available.  If we cut out a smaller piece then
1091          * a smaller fragment is now available.
1092          */
1093         cgp->cg_frsum[allocsiz]--;
1094         if (frags != allocsiz)
1095                 cgp->cg_frsum[allocsiz - frags]++;
1096         blkno = cg * fs->fs_fpg + bno;
1097         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1098                 softdep_setup_blkmapdep(bp, fs, blkno);
1099         bdwrite(bp);
1100         return ((u_long)blkno);
1101 }
1102
1103 /*
1104  * Allocate a block in a cylinder group.
1105  *
1106  * This algorithm implements the following policy:
1107  *   1) allocate the requested block.
1108  *   2) allocate a rotationally optimal block in the same cylinder.
1109  *   3) allocate the next available block on the block rotor for the
1110  *      specified cylinder group.
1111  * Note that this routine only allocates fs_bsize blocks; these
1112  * blocks may be fragmented by the routine that allocates them.
1113  */
1114 static ufs_daddr_t
1115 ffs_alloccgblk(struct inode *ip, struct buf *bp, ufs_daddr_t bpref)
1116 {
1117         struct fs *fs;
1118         struct cg *cgp;
1119         ufs_daddr_t bno, blkno;
1120         int cylno, pos, delta;
1121         short *cylbp;
1122         int i;
1123         uint8_t *blksfree;
1124
1125         fs = ip->i_fs;
1126         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1127         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1128         if (bpref == 0 || dtog(fs, bpref) != cgp->cg_cgx) {
1129                 bpref = cgp->cg_rotor;
1130                 goto norot;
1131         }
1132         bpref = blknum(fs, bpref);
1133         bpref = dtogd(fs, bpref);
1134         /*
1135          * if the requested block is available, use it
1136          */
1137         if (ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, bpref))) {
1138                 bno = bpref;
1139                 goto gotit;
1140         }
1141         if (fs->fs_nrpos <= 1 || fs->fs_cpc == 0) {
1142                 /*
1143                  * Block layout information is not available.
1144                  * Leaving bpref unchanged means we take the
1145                  * next available free block following the one
1146                  * we just allocated. Hopefully this will at
1147                  * least hit a track cache on drives of unknown
1148                  * geometry (e.g. SCSI).
1149                  */
1150                 goto norot;
1151         }
1152         /*
1153          * check for a block available on the same cylinder
1154          */
1155         cylno = cbtocylno(fs, bpref);
1156         if (cg_blktot(cgp)[cylno] == 0)
1157                 goto norot;
1158         /*
1159          * check the summary information to see if a block is
1160          * available in the requested cylinder starting at the
1161          * requested rotational position and proceeding around.
1162          */
1163         cylbp = cg_blks(fs, cgp, cylno);
1164         pos = cbtorpos(fs, bpref);
1165         for (i = pos; i < fs->fs_nrpos; i++)
1166                 if (cylbp[i] > 0)
1167                         break;
1168         if (i == fs->fs_nrpos)
1169                 for (i = 0; i < pos; i++)
1170                         if (cylbp[i] > 0)
1171                                 break;
1172         if (cylbp[i] > 0) {
1173                 /*
1174                  * found a rotational position, now find the actual
1175                  * block. A panic if none is actually there.
1176                  */
1177                 pos = cylno % fs->fs_cpc;
1178                 bno = (cylno - pos) * fs->fs_spc / NSPB(fs);
1179                 if (fs_postbl(fs, pos)[i] == -1) {
1180                         kprintf("pos = %d, i = %d, fs = %s\n",
1181                             pos, i, fs->fs_fsmnt);
1182                         panic("ffs_alloccgblk: cyl groups corrupted");
1183                 }
1184                 for (i = fs_postbl(fs, pos)[i];; ) {
1185                         if (ffs_isblock(fs, blksfree, bno + i)) {
1186                                 bno = blkstofrags(fs, (bno + i));
1187                                 goto gotit;
1188                         }
1189                         delta = fs_rotbl(fs)[i];
1190                         if (delta <= 0 ||
1191                             delta + i > fragstoblks(fs, fs->fs_fpg))
1192                                 break;
1193                         i += delta;
1194                 }
1195                 kprintf("pos = %d, i = %d, fs = %s\n", pos, i, fs->fs_fsmnt);
1196                 panic("ffs_alloccgblk: can't find blk in cyl");
1197         }
1198 norot:
1199         /*
1200          * no blocks in the requested cylinder, so take next
1201          * available one in this cylinder group.
1202          */
1203         bno = ffs_mapsearch(fs, cgp, bpref, (int)fs->fs_frag);
1204         if (bno < 0)
1205                 return (0);
1206         cgp->cg_rotor = bno;
1207 gotit:
1208         blkno = fragstoblks(fs, bno);
1209         ffs_clrblock(fs, blksfree, (long)blkno);
1210         ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, -1);
1211         cgp->cg_cs.cs_nbfree--;
1212         fs->fs_cstotal.cs_nbfree--;
1213         fs->fs_cs(fs, cgp->cg_cgx).cs_nbfree--;
1214         cylno = cbtocylno(fs, bno);
1215         cg_blks(fs, cgp, cylno)[cbtorpos(fs, bno)]--;
1216         cg_blktot(cgp)[cylno]--;
1217         fs->fs_fmod = 1;
1218         blkno = cgp->cg_cgx * fs->fs_fpg + bno;
1219         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1220                 softdep_setup_blkmapdep(bp, fs, blkno);
1221         return (blkno);
1222 }
1223
1224 /*
1225  * Determine whether a cluster can be allocated.
1226  *
1227  * We do not currently check for optimal rotational layout if there
1228  * are multiple choices in the same cylinder group. Instead we just
1229  * take the first one that we find following bpref.
1230  */
1231 static ufs_daddr_t
1232 ffs_clusteralloc(struct inode *ip, int cg, ufs_daddr_t bpref, int len)
1233 {
1234         struct fs *fs;
1235         struct cg *cgp;
1236         struct buf *bp;
1237         int i, got, run, bno, bit, map;
1238         u_char *mapp;
1239         int32_t *lp;
1240         uint8_t *blksfree;
1241
1242         fs = ip->i_fs;
1243         if (fs->fs_maxcluster[cg] < len)
1244                 return (0);
1245         if (bread(ip->i_devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, cg)),
1246                   (int)fs->fs_cgsize, &bp)) {
1247                 goto fail;
1248         }
1249         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1250         if (!cg_chkmagic(cgp))
1251                 goto fail;
1252
1253         /*
1254          * Check to see if a cluster of the needed size (or bigger) is
1255          * available in this cylinder group.
1256          */
1257         lp = &cg_clustersum(cgp)[len];
1258         for (i = len; i <= fs->fs_contigsumsize; i++)
1259                 if (*lp++ > 0)
1260                         break;
1261         if (i > fs->fs_contigsumsize) {
1262                 /*
1263                  * This is the first time looking for a cluster in this
1264                  * cylinder group. Update the cluster summary information
1265                  * to reflect the true maximum sized cluster so that
1266                  * future cluster allocation requests can avoid reading
1267                  * the cylinder group map only to find no clusters.
1268                  */
1269                 lp = &cg_clustersum(cgp)[len - 1];
1270                 for (i = len - 1; i > 0; i--)
1271                         if (*lp-- > 0)
1272                                 break;
1273                 fs->fs_maxcluster[cg] = i;
1274                 goto fail;
1275         }
1276         /*
1277          * Search the cluster map to find a big enough cluster.
1278          * We take the first one that we find, even if it is larger
1279          * than we need as we prefer to get one close to the previous
1280          * block allocation. We do not search before the current
1281          * preference point as we do not want to allocate a block
1282          * that is allocated before the previous one (as we will
1283          * then have to wait for another pass of the elevator
1284          * algorithm before it will be read). We prefer to fail and
1285          * be recalled to try an allocation in the next cylinder group.
1286          */
1287         if (dtog(fs, bpref) != cg)
1288                 bpref = 0;
1289         else
1290                 bpref = fragstoblks(fs, dtogd(fs, blknum(fs, bpref)));
1291         mapp = &cg_clustersfree(cgp)[bpref / NBBY];
1292         map = *mapp++;
1293         bit = 1 << (bpref % NBBY);
1294         for (run = 0, got = bpref; got < cgp->cg_nclusterblks; got++) {
1295                 if ((map & bit) == 0) {
1296                         run = 0;
1297                 } else {
1298                         run++;
1299                         if (run == len)
1300                                 break;
1301                 }
1302                 if ((got & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1)) {
1303                         bit <<= 1;
1304                 } else {
1305                         map = *mapp++;
1306                         bit = 1;
1307                 }
1308         }
1309         if (got >= cgp->cg_nclusterblks)
1310                 goto fail;
1311         /*
1312          * Allocate the cluster that we have found.
1313          */
1314         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1315         for (i = 1; i <= len; i++) {
1316                 if (!ffs_isblock(fs, blksfree, got - run + i))
1317                         panic("ffs_clusteralloc: map mismatch");
1318         }
1319         bno = cg * fs->fs_fpg + blkstofrags(fs, got - run + 1);
1320         if (dtog(fs, bno) != cg)
1321                 panic("ffs_clusteralloc: allocated out of group");
1322         len = blkstofrags(fs, len);
1323         for (i = 0; i < len; i += fs->fs_frag) {
1324                 if ((got = ffs_alloccgblk(ip, bp, bno + i)) != bno + i)
1325                         panic("ffs_clusteralloc: lost block");
1326         }
1327         bdwrite(bp);
1328         return (bno);
1329
1330 fail:
1331         brelse(bp);
1332         return (0);
1333 }
1334
1335 /*
1336  * Determine whether an inode can be allocated.
1337  *
1338  * Check to see if an inode is available, and if it is,
1339  * allocate it using the following policy:
1340  *   1) allocate the requested inode.
1341  *   2) allocate the next available inode after the requested
1342  *      inode in the specified cylinder group.
1343  *   3) the inode must not already be in the inode hash table.  We
1344  *      can encounter such a case because the vnode reclamation sequence
1345  *      frees the bit
1346  *   3) the inode must not already be in the inode hash, otherwise it
1347  *      may be in the process of being deallocated.  This can occur
1348  *      because the bitmap is updated before the inode is removed from
1349  *      hash.  If we were to reallocate the inode the caller could wind
1350  *      up returning a vnode/inode combination which is in an indeterminate
1351  *      state.
1352  */
1353 static ino_t
1354 ffs_nodealloccg(struct inode *ip, int cg, ufs_daddr_t ipref, int mode)
1355 {
1356         struct ufsmount *ump;
1357         struct fs *fs;
1358         struct cg *cgp;
1359         struct buf *bp;
1360         uint8_t *inosused;
1361         uint8_t map;
1362         int error, len, arraysize, i;
1363         int icheckmiss;
1364         ufs_daddr_t ibase;
1365         struct vnode *vp;
1366
1367         vp = ITOV(ip);
1368         ump = VFSTOUFS(vp->v_mount);
1369         fs = ip->i_fs;
1370         if (fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree == 0)
1371                 return (0);
1372         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, cg)),
1373                       (int)fs->fs_cgsize, &bp);
1374         if (error) {
1375                 brelse(bp);
1376                 return (0);
1377         }
1378         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1379         if (!cg_chkmagic(cgp) || cgp->cg_cs.cs_nifree == 0) {
1380                 brelse(bp);
1381                 return (0);
1382         }
1383         inosused = cg_inosused(cgp);
1384         icheckmiss = 0;
1385
1386         /*
1387          * Quick check, reuse the most recently free inode or continue
1388          * a scan from where we left off the last time.
1389          */
1390         ibase = cg * fs->fs_ipg;
1391         if (ipref) {
1392                 ipref %= fs->fs_ipg;
1393                 if (isclr(inosused, ipref)) {
1394                         if (ufs_ihashcheck(ump, ip->i_dev, ibase + ipref) == 0)
1395                                 goto gotit;
1396                 }
1397         }
1398
1399         /*
1400          * Scan the inode bitmap starting at irotor, be sure to handle
1401          * the edge case by going back to the beginning of the array.
1402          *
1403          * If the number of inodes is not byte-aligned, the unused bits
1404          * should be set to 1.  This will be sanity checked in gotit.  Note
1405          * that we have to be sure not to overlap the beginning and end
1406          * when irotor is in the middle of a byte as this will cause the
1407          * same bitmap byte to be checked twice.  To solve this problem we
1408          * just convert everything to a byte index for the loop.
1409          */
1410         ipref = (cgp->cg_irotor % fs->fs_ipg) >> 3;     /* byte index */
1411         len = (fs->fs_ipg + 7) >> 3;                    /* byte size */
1412         arraysize = len;
1413
1414         while (len > 0) {
1415                 map = inosused[ipref];
1416                 if (map != 255) {
1417                         for (i = 0; i < NBBY; ++i) {
1418                                 /*
1419                                  * If we find a free bit we have to make sure
1420                                  * that the inode is not in the middle of
1421                                  * being destroyed.  The inode should not exist
1422                                  * in the inode hash.
1423                                  *
1424                                  * Adjust the rotor to try to hit the
1425                                  * quick-check up above.
1426                                  */
1427                                 if ((map & (1 << i)) == 0) {
1428                                         if (ufs_ihashcheck(ump, ip->i_dev, ibase + (ipref << 3) + i) == 0) {
1429                                                 ipref = (ipref << 3) + i;
1430                                                 cgp->cg_irotor = (ipref + 1) % fs->fs_ipg;
1431                                                 goto gotit;
1432                                         }
1433                                         ++icheckmiss;
1434                                 }
1435                         }
1436                 }
1437
1438                 /*
1439                  * Setup for the next byte, start at the beginning again if
1440                  * we hit the end of the array.
1441                  */
1442                 if (++ipref == arraysize)
1443                         ipref = 0;
1444                 --len;
1445         }
1446         if (icheckmiss == cgp->cg_cs.cs_nifree) {
1447                 brelse(bp);
1448                 return(0);
1449         }
1450         kprintf("fs = %s\n", fs->fs_fsmnt);
1451         panic("ffs_nodealloccg: block not in map, icheckmiss/nfree %d/%d",
1452                 icheckmiss, cgp->cg_cs.cs_nifree);
1453         /* NOTREACHED */
1454
1455         /*
1456          * ipref is a bit index as of the gotit label.
1457          */
1458 gotit:
1459         KKASSERT(ipref >= 0 && ipref < fs->fs_ipg);
1460         cgp->cg_time = time_second;
1461         if (DOINGSOFTDEP(ITOV(ip)))
1462                 softdep_setup_inomapdep(bp, ip, ibase + ipref);
1463         setbit(inosused, ipref);
1464         cgp->cg_cs.cs_nifree--;
1465         fs->fs_cstotal.cs_nifree--;
1466         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree--;
1467         fs->fs_fmod = 1;
1468         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1469                 cgp->cg_cs.cs_ndir++;
1470                 fs->fs_cstotal.cs_ndir++;
1471                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir++;
1472         }
1473         bdwrite(bp);
1474         return (ibase + ipref);
1475 }
1476
1477 /*
1478  * Free a block or fragment.
1479  *
1480  * The specified block or fragment is placed back in the
1481  * free map. If a fragment is deallocated, a possible
1482  * block reassembly is checked.
1483  */
1484 void
1485 ffs_blkfree_cg(struct fs * fs, struct vnode * i_devvp, cdev_t i_dev, ino_t i_number,
1486                 uint32_t i_din_uid, ufs_daddr_t bno, long size)
1487 {
1488         struct cg *cgp;
1489         struct buf *bp;
1490         ufs_daddr_t blkno;
1491         int i, error, cg, blk, frags, bbase;
1492         uint8_t *blksfree;
1493
1494 #if 0
1495         /*
1496          * ffs_blkfree() handles TRIM if UFS is mounted with the 'trim'
1497          * option, do not issue an unconditional duplicate here!
1498          * VOP_FREEBLKS(i_devvp, fsbtodoff(fs, bno), size);
1499          */
1500 #endif
1501         if ((uint)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0 ||
1502             fragnum(fs, bno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag) {
1503                 kprintf("dev=%s, bno = %ld, bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
1504                     devtoname(i_dev), (long)bno, (long)fs->fs_bsize, size,
1505                     fs->fs_fsmnt);
1506                 panic("ffs_blkfree: bad size");
1507         }
1508         cg = dtog(fs, bno);
1509         if ((uint)bno >= fs->fs_size) {
1510                 kprintf("bad block %ld, ino %lu\n",
1511                     (long)bno, (u_long)i_number);
1512                 ffs_fserr(fs, i_din_uid, "bad block");
1513                 return;
1514         }
1515
1516         /*
1517          * Load the cylinder group
1518          */
1519         error = bread(i_devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, cg)),
1520                       (int)fs->fs_cgsize, &bp);
1521         if (error) {
1522                 brelse(bp);
1523                 return;
1524         }
1525         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1526         if (!cg_chkmagic(cgp)) {
1527                 brelse(bp);
1528                 return;
1529         }
1530         cgp->cg_time = time_second;
1531         bno = dtogd(fs, bno);
1532         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1533
1534         if (size == fs->fs_bsize) {
1535                 /*
1536                  * Free a whole block
1537                  */
1538                 blkno = fragstoblks(fs, bno);
1539                 if (!ffs_isfreeblock(fs, blksfree, blkno)) {
1540                         kprintf("dev = %s, block = %ld, fs = %s\n",
1541                             devtoname(i_dev), (long)bno, fs->fs_fsmnt);
1542                         panic("ffs_blkfree: freeing free block");
1543                 }
1544                 ffs_setblock(fs, blksfree, blkno);
1545                 ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, 1);
1546                 cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
1547                 fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
1548                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
1549                 i = cbtocylno(fs, bno);
1550                 cg_blks(fs, cgp, i)[cbtorpos(fs, bno)]++;
1551                 cg_blktot(cgp)[i]++;
1552         } else {
1553                 /*
1554                  * Free a fragment within a block.
1555                  *
1556                  * bno is the starting block number of the fragment being
1557                  * freed.
1558                  *
1559                  * bbase is the starting block number for the filesystem
1560                  * block containing the fragment.
1561                  *
1562                  * blk is the current bitmap for the fragments within the
1563                  * filesystem block containing the fragment.
1564                  *
1565                  * frags is the number of fragments being freed
1566                  *
1567                  * Call ffs_fragacct() to account for the removal of all
1568                  * current fragments, then adjust the bitmap to free the
1569                  * requested fragment, and finally call ffs_fragacct() again
1570                  * to regenerate the accounting.
1571                  */
1572                 bbase = bno - fragnum(fs, bno);
1573                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
1574                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, -1);
1575                 frags = numfrags(fs, size);
1576                 for (i = 0; i < frags; i++) {
1577                         if (isset(blksfree, bno + i)) {
1578                                 kprintf("dev = %s, block = %ld, fs = %s\n",
1579                                     devtoname(i_dev), (long)(bno + i),
1580                                     fs->fs_fsmnt);
1581                                 panic("ffs_blkfree: freeing free frag");
1582                         }
1583                         setbit(blksfree, bno + i);
1584                 }
1585                 cgp->cg_cs.cs_nffree += i;
1586                 fs->fs_cstotal.cs_nffree += i;
1587                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree += i;
1588
1589                 /*
1590                  * Add back in counts associated with the new frags
1591                  */
1592                 blk = blkmap(fs, blksfree, bbase);
1593                 ffs_fragacct(fs, blk, cgp->cg_frsum, 1);
1594
1595                 /*
1596                  * If a complete block has been reassembled, account for it
1597                  */
1598                 blkno = fragstoblks(fs, bbase);
1599                 if (ffs_isblock(fs, blksfree, blkno)) {
1600                         cgp->cg_cs.cs_nffree -= fs->fs_frag;
1601                         fs->fs_cstotal.cs_nffree -= fs->fs_frag;
1602                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nffree -= fs->fs_frag;
1603                         ffs_clusteracct(fs, cgp, blkno, 1);
1604                         cgp->cg_cs.cs_nbfree++;
1605                         fs->fs_cstotal.cs_nbfree++;
1606                         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nbfree++;
1607                         i = cbtocylno(fs, bbase);
1608                         cg_blks(fs, cgp, i)[cbtorpos(fs, bbase)]++;
1609                         cg_blktot(cgp)[i]++;
1610                 }
1611         }
1612         fs->fs_fmod = 1;
1613         bdwrite(bp);
1614 }
1615
1616 struct ffs_blkfree_trim_params {
1617         struct task task;
1618         ufs_daddr_t bno;
1619         long size;
1620
1621         /*
1622          * With TRIM,  inode pointer is gone in the callback but we still need
1623          * the following fields for  ffs_blkfree_cg()
1624          */
1625         struct vnode *i_devvp;
1626         struct fs *i_fs;
1627         cdev_t i_dev;
1628         ino_t i_number;
1629         uint32_t i_din_uid;
1630 };
1631
1632
1633 static void
1634 ffs_blkfree_trim_task(void *ctx, int pending)
1635 {
1636         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
1637
1638         tp = ctx;
1639         ffs_blkfree_cg(tp->i_fs, tp->i_devvp, tp->i_dev, tp->i_number,
1640             tp->i_din_uid, tp->bno, tp->size);
1641         kfree(tp, M_TEMP);
1642 }
1643
1644
1645
1646 static void
1647 ffs_blkfree_trim_completed(struct bio *biop)
1648 {
1649         struct buf *bp = biop->bio_buf;
1650         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
1651
1652         tp = bp->b_bio1.bio_caller_info1.ptr;
1653         TASK_INIT(&tp->task, 0, ffs_blkfree_trim_task, tp);
1654         tp = biop->bio_caller_info1.ptr;
1655         taskqueue_enqueue(taskqueue_swi, &tp->task);
1656         biodone(biop);
1657 }
1658
1659
1660 /*
1661  * If TRIM is enabled, we TRIM the blocks first then free them. We do this
1662  * after TRIM is finished and the callback handler is called. The logic here
1663  * is that we free the blocks before updating the bitmap so that we don't
1664  * reuse a block before we actually trim it, which would result in trimming
1665  * a valid block.
1666  */
1667 void
1668 ffs_blkfree(struct inode *ip, ufs_daddr_t bno, long size)
1669 {
1670         struct mount *mp = ip->i_devvp->v_mount;
1671         struct ffs_blkfree_trim_params *tp;
1672
1673         if (!(mp->mnt_flag & MNT_TRIM)) {
1674                 ffs_blkfree_cg(ip->i_fs, ip->i_devvp,ip->i_dev,ip->i_number,
1675                     ip->i_uid, bno, size);
1676                 return;
1677         }
1678
1679         struct buf *bp;
1680
1681         tp = kmalloc(sizeof(struct ffs_blkfree_trim_params), M_TEMP, M_WAITOK);
1682         tp->bno = bno;
1683         tp->i_fs= ip->i_fs;
1684         tp->i_devvp = ip->i_devvp;
1685         tp->i_dev = ip->i_dev;
1686         tp->i_din_uid = ip->i_uid;
1687         tp->i_number = ip->i_number;
1688         tp->size = size;
1689
1690         bp = getnewbuf(0, 0, 0, 1);
1691         BUF_KERNPROC(bp);
1692         bp->b_cmd = BUF_CMD_FREEBLKS;
1693         bp->b_bio1.bio_offset =  fsbtodoff(ip->i_fs, bno);
1694         bp->b_bcount = size;
1695         bp->b_bio1.bio_caller_info1.ptr = tp;
1696         bp->b_bio1.bio_done = ffs_blkfree_trim_completed;
1697         vn_strategy(ip->i_devvp, &bp->b_bio1);
1698 }
1699
1700 #ifdef DIAGNOSTIC
1701 /*
1702  * Verify allocation of a block or fragment. Returns true if block or
1703  * fragment is allocated, false if it is free.
1704  */
1705 static int
1706 ffs_checkblk(struct inode *ip, ufs_daddr_t bno, long size)
1707 {
1708         struct fs *fs;
1709         struct cg *cgp;
1710         struct buf *bp;
1711         int i, error, frags, free;
1712         uint8_t *blksfree;
1713
1714         fs = ip->i_fs;
1715         if ((uint)size > fs->fs_bsize || fragoff(fs, size) != 0) {
1716                 kprintf("bsize = %ld, size = %ld, fs = %s\n",
1717                     (long)fs->fs_bsize, size, fs->fs_fsmnt);
1718                 panic("ffs_checkblk: bad size");
1719         }
1720         if ((uint)bno >= fs->fs_size)
1721                 panic("ffs_checkblk: bad block %d", bno);
1722         error = bread(ip->i_devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, dtog(fs, bno))),
1723                       (int)fs->fs_cgsize, &bp);
1724         if (error)
1725                 panic("ffs_checkblk: cg bread failed");
1726         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1727         if (!cg_chkmagic(cgp))
1728                 panic("ffs_checkblk: cg magic mismatch");
1729         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1730         bno = dtogd(fs, bno);
1731         if (size == fs->fs_bsize) {
1732                 free = ffs_isblock(fs, blksfree, fragstoblks(fs, bno));
1733         } else {
1734                 frags = numfrags(fs, size);
1735                 for (free = 0, i = 0; i < frags; i++)
1736                         if (isset(blksfree, bno + i))
1737                                 free++;
1738                 if (free != 0 && free != frags)
1739                         panic("ffs_checkblk: partially free fragment");
1740         }
1741         brelse(bp);
1742         return (!free);
1743 }
1744 #endif /* DIAGNOSTIC */
1745
1746 /*
1747  * Free an inode.
1748  */
1749 int
1750 ffs_vfree(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
1751 {
1752         if (DOINGSOFTDEP(pvp)) {
1753                 softdep_freefile(pvp, ino, mode);
1754                 return (0);
1755         }
1756         return (ffs_freefile(pvp, ino, mode));
1757 }
1758
1759 /*
1760  * Do the actual free operation.
1761  * The specified inode is placed back in the free map.
1762  */
1763 int
1764 ffs_freefile(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
1765 {
1766         struct fs *fs;
1767         struct cg *cgp;
1768         struct inode *pip;
1769         struct buf *bp;
1770         int error, cg;
1771         uint8_t *inosused;
1772
1773         pip = VTOI(pvp);
1774         fs = pip->i_fs;
1775         if ((uint)ino >= fs->fs_ipg * fs->fs_ncg)
1776                 panic("ffs_vfree: range: dev = (%d,%d), ino = %"PRId64", fs = %s",
1777                     major(pip->i_dev), minor(pip->i_dev), ino, fs->fs_fsmnt);
1778         cg = ino_to_cg(fs, ino);
1779         error = bread(pip->i_devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, cg)),
1780                       (int)fs->fs_cgsize, &bp);
1781         if (error) {
1782                 brelse(bp);
1783                 return (error);
1784         }
1785         cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1786         if (!cg_chkmagic(cgp)) {
1787                 brelse(bp);
1788                 return (0);
1789         }
1790         cgp->cg_time = time_second;
1791         inosused = cg_inosused(cgp);
1792         ino %= fs->fs_ipg;
1793         if (isclr(inosused, ino)) {
1794                 kprintf("dev = %s, ino = %lu, fs = %s\n",
1795                     devtoname(pip->i_dev), (u_long)ino, fs->fs_fsmnt);
1796                 if (fs->fs_ronly == 0)
1797                         panic("ffs_vfree: freeing free inode");
1798         }
1799         clrbit(inosused, ino);
1800         if (ino < cgp->cg_irotor)
1801                 cgp->cg_irotor = ino;
1802         cgp->cg_cs.cs_nifree++;
1803         fs->fs_cstotal.cs_nifree++;
1804         fs->fs_cs(fs, cg).cs_nifree++;
1805         if ((mode & IFMT) == IFDIR) {
1806                 cgp->cg_cs.cs_ndir--;
1807                 fs->fs_cstotal.cs_ndir--;
1808                 fs->fs_cs(fs, cg).cs_ndir--;
1809         }
1810         fs->fs_fmod = 1;
1811         bdwrite(bp);
1812         return (0);
1813 }
1814
1815 /*
1816  * Find a block of the specified size in the specified cylinder group.
1817  *
1818  * It is a panic if a request is made to find a block if none are
1819  * available.
1820  */
1821 static ufs_daddr_t
1822 ffs_mapsearch(struct fs *fs, struct cg *cgp, ufs_daddr_t bpref, int allocsiz)
1823 {
1824         ufs_daddr_t bno;
1825         int start, len, loc, i;
1826         int blk, field, subfield, pos;
1827         uint8_t *blksfree;
1828
1829         /*
1830          * find the fragment by searching through the free block
1831          * map for an appropriate bit pattern.
1832          */
1833         if (bpref)
1834                 start = dtogd(fs, bpref) / NBBY;
1835         else
1836                 start = cgp->cg_frotor / NBBY;
1837         blksfree = cg_blksfree(cgp);
1838         len = howmany(fs->fs_fpg, NBBY) - start;
1839         loc = scanc((uint)len, (u_char *)&blksfree[start],
1840                 (u_char *)fragtbl[fs->fs_frag],
1841                 (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
1842         if (loc == 0) {
1843                 len = start + 1;        /* XXX why overlap here? */
1844                 start = 0;
1845                 loc = scanc((uint)len, (u_char *)&blksfree[0],
1846                         (u_char *)fragtbl[fs->fs_frag],
1847                         (u_char)(1 << (allocsiz - 1 + (fs->fs_frag % NBBY))));
1848                 if (loc == 0) {
1849                         kprintf("start = %d, len = %d, fs = %s\n",
1850                             start, len, fs->fs_fsmnt);
1851                         panic("ffs_alloccg: map corrupted");
1852                         /* NOTREACHED */
1853                 }
1854         }
1855         bno = (start + len - loc) * NBBY;
1856         cgp->cg_frotor = bno;
1857         /*
1858          * found the byte in the map
1859          * sift through the bits to find the selected frag
1860          */
1861         for (i = bno + NBBY; bno < i; bno += fs->fs_frag) {
1862                 blk = blkmap(fs, blksfree, bno);
1863                 blk <<= 1;
1864                 field = around[allocsiz];
1865                 subfield = inside[allocsiz];
1866                 for (pos = 0; pos <= fs->fs_frag - allocsiz; pos++) {
1867                         if ((blk & field) == subfield)
1868                                 return (bno + pos);
1869                         field <<= 1;
1870                         subfield <<= 1;
1871                 }
1872         }
1873         kprintf("bno = %lu, fs = %s\n", (u_long)bno, fs->fs_fsmnt);
1874         panic("ffs_alloccg: block not in map");
1875         return (-1);
1876 }
1877
1878 /*
1879  * Update the cluster map because of an allocation or free.
1880  *
1881  * Cnt == 1 means free; cnt == -1 means allocating.
1882  */
1883 static void
1884 ffs_clusteracct(struct fs *fs, struct cg *cgp, ufs_daddr_t blkno, int cnt)
1885 {
1886         int32_t *sump;
1887         int32_t *lp;
1888         u_char *freemapp, *mapp;
1889         int i, start, end, forw, back, map, bit;
1890
1891         if (fs->fs_contigsumsize <= 0)
1892                 return;
1893         freemapp = cg_clustersfree(cgp);
1894         sump = cg_clustersum(cgp);
1895         /*
1896          * Allocate or clear the actual block.
1897          */
1898         if (cnt > 0)
1899                 setbit(freemapp, blkno);
1900         else
1901                 clrbit(freemapp, blkno);
1902         /*
1903          * Find the size of the cluster going forward.
1904          */
1905         start = blkno + 1;
1906         end = start + fs->fs_contigsumsize;
1907         if (end >= cgp->cg_nclusterblks)
1908                 end = cgp->cg_nclusterblks;
1909         mapp = &freemapp[start / NBBY];
1910         map = *mapp++;
1911         bit = 1 << (start % NBBY);
1912         for (i = start; i < end; i++) {
1913                 if ((map & bit) == 0)
1914                         break;
1915                 if ((i & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1)) {
1916                         bit <<= 1;
1917                 } else {
1918                         map = *mapp++;
1919                         bit = 1;
1920                 }
1921         }
1922         forw = i - start;
1923         /*
1924          * Find the size of the cluster going backward.
1925          */
1926         start = blkno - 1;
1927         end = start - fs->fs_contigsumsize;
1928         if (end < 0)
1929                 end = -1;
1930         mapp = &freemapp[start / NBBY];
1931         map = *mapp--;
1932         bit = 1 << (start % NBBY);
1933         for (i = start; i > end; i--) {
1934                 if ((map & bit) == 0)
1935                         break;
1936                 if ((i & (NBBY - 1)) != 0) {
1937                         bit >>= 1;
1938                 } else {
1939                         map = *mapp--;
1940                         bit = 1 << (NBBY - 1);
1941                 }
1942         }
1943         back = start - i;
1944         /*
1945          * Account for old cluster and the possibly new forward and
1946          * back clusters.
1947          */
1948         i = back + forw + 1;
1949         if (i > fs->fs_contigsumsize)
1950                 i = fs->fs_contigsumsize;
1951         sump[i] += cnt;
1952         if (back > 0)
1953                 sump[back] -= cnt;
1954         if (forw > 0)
1955                 sump[forw] -= cnt;
1956         /*
1957          * Update cluster summary information.
1958          */
1959         lp = &sump[fs->fs_contigsumsize];
1960         for (i = fs->fs_contigsumsize; i > 0; i--)
1961                 if (*lp-- > 0)
1962                         break;
1963         fs->fs_maxcluster[cgp->cg_cgx] = i;
1964 }
1965
1966 /*
1967  * Fserr prints the name of a filesystem with an error diagnostic.
1968  *
1969  * The form of the error message is:
1970  *      fs: error message
1971  */
1972 static void
1973 ffs_fserr(struct fs *fs, uint uid, char *cp)
1974 {
1975         struct thread *td = curthread;
1976         struct proc *p;
1977
1978         if ((p = td->td_proc) != NULL) {
1979             log(LOG_ERR, "pid %d (%s), uid %d on %s: %s\n", p ? p->p_pid : -1,
1980                     p ? p->p_comm : "-", uid, fs->fs_fsmnt, cp);
1981         } else {
1982             log(LOG_ERR, "system thread %p, uid %d on %s: %s\n",
1983                     td, uid, fs->fs_fsmnt, cp);
1984         }
1985 }