sys/gnu/vfs/ext2fs/ext2_alloc.c

   1 /*
   2  *  modified for Lites 1.1
   3  *
   4  *  Aug 1995, Godmar Back (gback@cs.utah.edu)
   5  *  University of Utah, Department of Computer Science
   6  */
   7 /*
   8  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
   9  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  *      @(#)ext2_alloc.c        8.8 (Berkeley) 2/21/94
  40  * $FreeBSD: src/sys/gnu/ext2fs/ext2_alloc.c,v 1.28.2.2 2002/07/01 00:18:51 iedowse Exp $
  41  */
  42
  43 #include "opt_quota.h"
  44
  45 #include <sys/param.h>
  46 #include <sys/systm.h>
  47 #include <sys/conf.h>
  48 #include <sys/vnode.h>
  49 #include <sys/stat.h>
  50 #include <sys/mount.h>
  51 #include <sys/syslog.h>
  52
  53 #include <machine/inttypes.h>
  54
  55 #include <sys/buf2.h>
  56
  57 #include "quota.h"
  58 #include "inode.h"
  59 #include "ext2mount.h"
  60
  61 #include "ext2_fs.h"
  62 #include "ext2_fs_sb.h"
  63 #include "fs.h"
  64 #include "ext2_extern.h"
  65
  66 static void     ext2_fserr (struct ext2_sb_info *, u_int, char *);
  67
  68 /*
  69  * Linux calls this functions at the following locations:
  70  * (1) the inode is freed
  71  * (2) a preallocation miss occurs
  72  * (3) truncate is called
  73  * (4) release_file is called and f_mode & 2
  74  *
  75  * I call it in ext2_inactive, ext2_truncate, ext2_vfree and in (2)
  76  * the call in vfree might be redundant
  77  */
  78 void
  79 ext2_discard_prealloc(struct inode *ip)
  80 {
  81 #ifdef EXT2_PREALLOCATE
  82         if (ip->i_prealloc_count) {
  83                 int i = ip->i_prealloc_count;
  84                 ip->i_prealloc_count = 0;
  85                 ext2_free_blocks (ITOV(ip)->v_mount,
  86                                   ip->i_prealloc_block,
  87                                   i);
  88         }
  89 #endif
  90 }
  91
  92 /*
  93  * Allocate a block in the file system.
  94  *
  95  * this takes the framework from ffs_alloc. To implement the
  96  * actual allocation, it calls ext2_new_block, the ported version
  97  * of the same Linux routine.
  98  *
  99  * we note that this is always called in connection with ext2_blkpref
 100  *
 101  * preallocation is done as Linux does it
 102  */
 103 int
 104 ext2_alloc(struct inode *ip, daddr_t lbn, daddr_t bpref, int size,
 105            struct ucred *cred, daddr_t *bnp)
 106 {
 107         struct ext2_sb_info *fs;
 108         daddr_t bno;
 109 #if QUOTA
 110         int error;
 111 #endif
 112
 113         *bnp = 0;
 114         fs = ip->i_e2fs;
 115 #if DIAGNOSTIC
 116         if ((u_int)size > fs->s_blocksize || blkoff(fs, size) != 0) {
 117                 kprintf("dev = %s, bsize = %lu, size = %d, fs = %s\n",
 118                     devtoname(ip->i_dev), fs->s_blocksize, size, fs->fs_fsmnt);
 119                 panic("ext2_alloc: bad size");
 120         }
 121         if (cred == NOCRED)
 122                 panic("ext2_alloc: missing credential");
 123 #endif /* DIAGNOSTIC */
 124         if (size == fs->s_blocksize && fs->s_es->s_free_blocks_count == 0)
 125                 goto nospace;
 126         if (cred->cr_uid != 0 &&
 127                 fs->s_es->s_free_blocks_count < fs->s_es->s_r_blocks_count)
 128                 goto nospace;
 129 #if QUOTA
 130         if ((error = ext2_chkdq(ip, (long)btodb(size), cred, 0)) != 0)
 131                 return (error);
 132 #endif
 133         if (bpref >= fs->s_es->s_blocks_count)
 134                 bpref = 0;
 135         /* call the Linux code */
 136 #ifdef EXT2_PREALLOCATE
 137         /* To have a preallocation hit, we must
 138          * - have at least one block preallocated
 139          * - and our preferred block must have that block number or one below
 140          */
 141         if (ip->i_prealloc_count &&
 142             (bpref == ip->i_prealloc_block ||
 143              bpref + 1 == ip->i_prealloc_block))
 144         {
 145                 bno = ip->i_prealloc_block++;
 146                 ip->i_prealloc_count--;
 147                 /* ext2_debug ("preallocation hit (%lu/%lu).\n",
 148                             ++alloc_hits, ++alloc_attempts); */
 149
 150                 /* Linux gets, clears, and releases the buffer at this
 151                    point - we don't have to that; we leave it to the caller
 152                  */
 153         } else {
 154                 ext2_discard_prealloc (ip);
 155                 /* ext2_debug ("preallocation miss (%lu/%lu).\n",
 156                             alloc_hits, ++alloc_attempts); */
 157                 if (S_ISREG(ip->i_mode))
 158                         bno = ext2_new_block
 159                                 (ITOV(ip)->v_mount, bpref,
 160                                  &ip->i_prealloc_count,
 161                                  &ip->i_prealloc_block);
 162                 else
 163                         bno = (daddr_t)ext2_new_block(ITOV(ip)->v_mount,
 164                                         bpref, 0, 0);
 165         }
 166 #else
 167         bno = (daddr_t)ext2_new_block(ITOV(ip)->v_mount, bpref, 0, 0);
 168 #endif
 169
 170         if (bno > 0) {
 171                 /* set next_alloc fields as done in block_getblk */
 172                 ip->i_next_alloc_block = lbn;
 173                 ip->i_next_alloc_goal = bno;
 174
 175                 ip->i_blocks += btodb(size);
 176                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 177                 *bnp = bno;
 178                 return (0);
 179         }
 180 #if QUOTA
 181         /*
 182          * Restore user's disk quota because allocation failed.
 183          */
 184         ext2_chkdq(ip, (long)-btodb(size), cred, FORCE);
 185 #endif
 186 nospace:
 187         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "file system full");
 188         uprintf("\n%s: write failed, file system is full\n", fs->fs_fsmnt);
 189         return (ENOSPC);
 190 }
 191
 192 /*
 193  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
 194  *
 195  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
 196  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
 197  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible to
 198  * an fs_rotdelay offset from the end of the allocation for the logical
 199  * block immediately preceeding the current range. If successful, the
 200  * physical block numbers in the buffer pointers and in the inode are
 201  * changed to reflect the new allocation. If unsuccessful, the allocation
 202  * is left unchanged. The success in doing the reallocation is returned.
 203  * Note that the error return is not reflected back to the user. Rather
 204  * the previous block allocation will be used.
 205  */
 206
 207 #ifdef FANCY_REALLOC
 208 #include <sys/sysctl.h>
 209 static int doasyncfree = 1;
 210 #ifdef  OPT_DEBUG
 211 SYSCTL_INT(_debug, 14, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0, "");
 212 #endif  /* OPT_DEBUG */
 213 #endif
 214
 215 /*
 216  * ext2_reallocblks(struct vnode *a_vp, struct cluster_save *a_buflist)
 217  */
 218 int
 219 ext2_reallocblks(struct vop_reallocblks_args *ap)
 220 {
 221 #ifndef FANCY_REALLOC
 222 /* kprintf("ext2_reallocblks not implemented\n"); */
 223 return ENOSPC;
 224 #else
 225
 226         struct ext2_sb_info *fs;
 227         struct inode *ip;
 228         struct vnode *vp;
 229         struct buf *sbp, *ebp;
 230         daddr_t *bap, *sbap, *ebap;
 231         struct cluster_save *buflist;
 232         daddr_t start_lbn, end_lbn, soff, eoff, newblk, blkno;
 233         struct indir start_ap[NIADDR + 1], end_ap[NIADDR + 1], *idp;
 234         int i, len, start_lvl, end_lvl, pref, ssize;
 235
 236         vp = ap->a_vp;
 237         ip = VTOI(vp);
 238         fs = ip->i_e2fs;
 239 #ifdef UNKLAR
 240         if (fs->fs_contigsumsize <= 0)
 241                 return (ENOSPC);
 242 #endif
 243         buflist = ap->a_buflist;
 244         len = buflist->bs_nchildren;
 245         start_lbn = lblkno(fs, buflist->bs_children[0]->b_loffset);
 246         end_lbn = start_lbn + len - 1;
 247 #if DIAGNOSTIC
 248         for (i = 1; i < len; i++) {
 249                 if (buflist->bs_children[i]->b_loffset != lblktodoff(fs, start_lbn) + lblktodoff(fs, i))
 250                         panic("ext2_reallocblks: non-cluster");
 251         }
 252 #endif
 253         /*
 254          * If the latest allocation is in a new cylinder group, assume that
 255          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
 256          * the previous cylinder group.
 257          */
 258         if (dtog(fs, dofftofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_bio2.bio_offset)) !=
 259             dtog(fs, dofftofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_bio2.bio_offset)))
 260                 return (ENOSPC);
 261         if (ext2_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
 262             ext2_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
 263                 return (ENOSPC);
 264         /*
 265          * Get the starting offset and block map for the first block.
 266          */
 267         if (start_lvl == 0) {
 268                 sbap = &ip->i_db[0];
 269                 soff = start_lbn;
 270         } else {
 271                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
 272                 if (bread(vp, lblktodoff(fs, idp->in_lbn), (int)fs->s_blocksize, NOCRED, &sbp)) {
 273                         brelse(sbp);
 274                         return (ENOSPC);
 275                 }
 276                 sbap = (daddr_t *)sbp->b_data;
 277                 soff = idp->in_off;
 278         }
 279         /*
 280          * Find the preferred location for the cluster.
 281          */
 282         pref = ext2_blkpref(ip, start_lbn, soff, sbap);
 283         /*
 284          * If the block range spans two block maps, get the second map.
 285          */
 286         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
 287                 ssize = len;
 288         } else {
 289 #if DIAGNOSTIC
 290                 if (start_ap[start_lvl-1].in_lbn == idp->in_lbn)
 291                         panic("ext2_reallocblk: start == end");
 292 #endif
 293                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
 294                 if (bread(vp, lblktodoff(fs, idp->in_lbn), (int)fs->s_blocksize, NOCRED, &ebp))
 295                         goto fail;
 296                 ebap = (daddr_t *)ebp->b_data;
 297         }
 298         /*
 299          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
 300          */
 301         if ((newblk = (daddr_t)ext2_hashalloc(ip, dtog(fs, pref), (long)pref,
 302             len, (u_long (*)())ext2_clusteralloc)) == 0)
 303                 goto fail;
 304         /*
 305          * We have found a new contiguous block.
 306          *
 307          * First we have to replace the old block pointers with the new
 308          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
 309          * with the file.
 310          */
 311         blkno = newblk;
 312         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->s_frags_per_block) {
 313                 if (i == ssize)
 314                         bap = ebap;
 315 #if DIAGNOSTIC
 316                 if (buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset != fsbtodoff(fs, *bap))
 317                         panic("ext2_reallocblks: alloc mismatch");
 318 #endif
 319                 *bap++ = blkno;
 320         }
 321         /*
 322          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
 323          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
 324          * the old block values may have been written to disk. In practise
 325          * they are almost never written, but if we are concerned about
 326          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
 327          *
 328          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
 329          * that shows whether the associated buffers and inodes have
 330          * been written. The flag should be set when the cluster is
 331          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
 332          * We can then check below to see if it is set, and do the
 333          * synchronous write only when it has been cleared.
 334          */
 335         if (sbap != &ip->i_db[0]) {
 336                 if (doasyncfree)
 337                         bdwrite(sbp);
 338                 else
 339                         bwrite(sbp);
 340         } else {
 341                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 342                 if (!doasyncfree)
 343                         EXT2_UPDATE(vp, 1);
 344         }
 345         if (ssize < len)
 346                 if (doasyncfree)
 347                         bdwrite(ebp);
 348                 else
 349                         bwrite(ebp);
 350         /*
 351          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
 352          */
 353         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->s_frags_per_block) {
 354                 ext2_blkfree(ip, dofftofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset),
 355                     fs->s_blocksize);
 356                 buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset = fsbtodoff(fs, blkno);
 357         }
 358         return (0);
 359
 360 fail:
 361         if (ssize < len)
 362                 brelse(ebp);
 363         if (sbap != &ip->i_db[0])
 364                 brelse(sbp);
 365         return (ENOSPC);
 366
 367 #endif /* FANCY_REALLOC */
 368 }
 369
 370 /*
 371  * Allocate an inode in the file system.
 372  *
 373  * we leave the actual allocation strategy to the (modified)
 374  * ext2_new_inode(), to make sure we get the policies right
 375  */
 376 int
 377 ext2_valloc(struct vnode *pvp, int mode, struct ucred *cred, struct vnode **vpp)
 378 {
 379         struct inode *pip;
 380         struct ext2_sb_info *fs;
 381         struct inode *ip;
 382         ino_t ino;
 383         int i, error;
 384
 385         *vpp = NULL;
 386         pip = VTOI(pvp);
 387         fs = pip->i_e2fs;
 388         if (fs->s_es->s_free_inodes_count == 0)
 389                 goto noinodes;
 390
 391         /* call the Linux routine - it returns the inode number only */
 392         ino = ext2_new_inode(pip, mode);
 393
 394         if (ino == 0)
 395                 goto noinodes;
 396         error = VFS_VGET(pvp->v_mount, NULL, ino, vpp);
 397         if (error) {
 398                 EXT2_VFREE(pvp, ino, mode);
 399                 return (error);
 400         }
 401         ip = VTOI(*vpp);
 402
 403         /*
 404           the question is whether using VGET was such good idea at all -
 405           Linux doesn't read the old inode in when it's allocating a
 406           new one. I will set at least i_size & i_blocks the zero.
 407         */
 408         ip->i_mode = 0;
 409         ip->i_size = 0;
 410         ip->i_blocks = 0;
 411         ip->i_flags = 0;
 412         /* now we want to make sure that the block pointers are zeroed out */
 413         for (i = 0; i < NDADDR; i++)
 414                 ip->i_db[i] = 0;
 415         for (i = 0; i < NIADDR; i++)
 416                 ip->i_ib[i] = 0;
 417
 418         /*
 419          * Set up a new generation number for this inode.
 420          * XXX check if this makes sense in ext2
 421          */
 422         if (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
 423                 ip->i_gen = krandom() / 2 + 1;
 424 /*
 425 kprintf("ext2_valloc: allocated inode %d\n", ino);
 426 */
 427         return (0);
 428 noinodes:
 429         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "out of inodes");
 430         uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n", fs->fs_fsmnt);
 431         return (ENOSPC);
 432 }
 433
 434 /*
 435  * Select the desired position for the next block in a file.
 436  *
 437  * we try to mimic what Remy does in inode_getblk/block_getblk
 438  *
 439  * we note: blocknr == 0 means that we're about to allocate either
 440  * a direct block or a pointer block at the first level of indirection
 441  * (In other words, stuff that will go in i_db[] or i_ib[])
 442  *
 443  * blocknr != 0 means that we're allocating a block that is none
 444  * of the above. Then, blocknr tells us the number of the block
 445  * that will hold the pointer
 446  */
 447 daddr_t
 448 ext2_blkpref(struct inode *ip, daddr_t lbn, int indx, daddr_t *bap,
 449              daddr_t blocknr)
 450 {
 451         int     tmp;
 452
 453         /*
 454          * if the next block is actually what we thought it is,
 455          * then set the goal to what we thought it should be
 456          */
 457         if (ip->i_next_alloc_block == lbn && ip->i_next_alloc_goal != 0)
 458                 return ip->i_next_alloc_goal;
 459
 460         /* now check whether we were provided with an array that basically
 461            tells us previous blocks to which we want to stay closeby
 462         */
 463         if(bap)
 464                 for (tmp = indx - 1; tmp >= 0; tmp--)
 465                         if (bap[tmp])
 466                                 return bap[tmp];
 467
 468         /*
 469          * else let's fall back to the blocknr, or, if there is none,
 470          * follow the rule that a block should be allocated near its inode
 471          */
 472         return blocknr ? blocknr :
 473                         (daddr_t)(ip->i_block_group *
 474                         EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(ip->i_e2fs)) +
 475                         ip->i_e2fs->s_es->s_first_data_block;
 476 }
 477
 478 /*
 479  * Free a block or fragment.
 480  *
 481  * pass on to the Linux code
 482  */
 483 void
 484 ext2_blkfree(struct inode *ip, daddr_t bno, long size)
 485 {
 486         struct ext2_sb_info *fs;
 487
 488         fs = ip->i_e2fs;
 489         /*
 490          *      call Linux code with mount *, block number, count
 491          */
 492         ext2_free_blocks(ITOV(ip)->v_mount, bno, size / fs->s_frag_size);
 493 }
 494
 495 /*
 496  * Free an inode.
 497  *
 498  * the maintenance of the actual bitmaps is again up to the linux code
 499  */
 500 int
 501 ext2_vfree(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
 502 {
 503         struct ext2_sb_info *fs;
 504         struct inode *pip;
 505         mode_t save_i_mode;
 506
 507         pip = VTOI(pvp);
 508         fs = pip->i_e2fs;
 509         if ((u_int)ino > fs->s_inodes_per_group * fs->s_groups_count)
 510                 panic("ext2_vfree: range: dev = (%d, %d), ino = %"PRId64", fs = %s",
 511                     major(pip->i_dev), minor(pip->i_dev), ino, fs->fs_fsmnt);
 512
 513 /* ext2_debug("ext2_vfree (%d, %d) called\n", pip->i_number, mode);
 514  */
 515         ext2_discard_prealloc(pip);
 516
 517         /* we need to make sure that ext2_free_inode can adjust the
 518            used_dir_counts in the group summary information - I'd
 519            really like to know what the rationale behind this
 520            'set i_mode to zero to denote an unused inode' is
 521          */
 522         save_i_mode = pip->i_mode;
 523         pip->i_mode = mode;
 524         ext2_free_inode(pip);
 525         pip->i_mode = save_i_mode;
 526         return (0);
 527 }
 528
 529 /*
 530  * Fserr prints the name of a file system with an error diagnostic.
 531  *
 532  * The form of the error message is:
 533  *      fs: error message
 534  */
 535 static void
 536 ext2_fserr(struct ext2_sb_info *fs, u_int uid, char *cp)
 537 {
 538         log(LOG_ERR, "uid %d on %s: %s\n", uid, fs->fs_fsmnt, cp);
 539 }