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. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  20  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  21  *    without specific prior written permission.
  22  *
  23  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  24  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  25  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  26  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  27  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  28  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  29  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  30  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  31  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  32  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  33  * SUCH DAMAGE.
  34  *
  35  *      @(#)ext2_alloc.c        8.8 (Berkeley) 2/21/94
  36  * $FreeBSD: src/sys/gnu/ext2fs/ext2_alloc.c,v 1.28.2.2 2002/07/01 00:18:51 iedowse Exp $
  37  */
  38
  39 #include "opt_quota.h"
  40
  41 #include <sys/param.h>
  42 #include <sys/systm.h>
  43 #include <sys/conf.h>
  44 #include <sys/vnode.h>
  45 #include <sys/stat.h>
  46 #include <sys/mount.h>
  47 #include <sys/syslog.h>
  48
  49 #include <machine/inttypes.h>
  50
  51 #include <sys/buf2.h>
  52
  53 #include "quota.h"
  54 #include "inode.h"
  55 #include "ext2_mount.h"
  56
  57 #include "ext2_fs.h"
  58 #include "ext2_fs_sb.h"
  59 #include "fs.h"
  60 #include "ext2_extern.h"
  61
  62 static void     ext2_fserr (struct ext2_sb_info *, u_int, char *);
  63
  64 /*
  65  * Linux calls this functions at the following locations:
  66  * (1) the inode is freed
  67  * (2) a preallocation miss occurs
  68  * (3) truncate is called
  69  * (4) release_file is called and f_mode & 2
  70  *
  71  * I call it in ext2_inactive, ext2_truncate, ext2_vfree and in (2)
  72  * the call in vfree might be redundant
  73  */
  74 void
  75 ext2_discard_prealloc(struct inode *ip)
  76 {
  77 #ifdef EXT2_PREALLOCATE
  78         if (ip->i_prealloc_count) {
  79                 int i = ip->i_prealloc_count;
  80                 ip->i_prealloc_count = 0;
  81                 ext2_free_blocks (ITOV(ip)->v_mount,
  82                                   ip->i_prealloc_block,
  83                                   i);
  84         }
  85 #endif
  86 }
  87
  88 /*
  89  * Allocate a block in the file system.
  90  *
  91  * this takes the framework from ffs_alloc. To implement the
  92  * actual allocation, it calls ext2_new_block, the ported version
  93  * of the same Linux routine.
  94  *
  95  * we note that this is always called in connection with ext2_blkpref
  96  *
  97  * preallocation is done as Linux does it
  98  */
  99 int
 100 ext2_alloc(struct inode *ip, daddr_t lbn, daddr_t bpref, int size,
 101            struct ucred *cred, daddr_t *bnp)
 102 {
 103         struct ext2_sb_info *fs;
 104         daddr_t bno;
 105 #ifdef QUOTA
 106         int error;
 107 #endif
 108
 109         *bnp = 0;
 110         fs = ip->i_e2fs;
 111 #ifdef DIAGNOSTIC
 112         if ((u_int)size > fs->s_blocksize || blkoff(fs, size) != 0) {
 113                 kprintf("dev = %s, bsize = %lu, size = %d, fs = %s\n",
 114                     devtoname(ip->i_dev), fs->s_blocksize, size, fs->fs_fsmnt);
 115                 panic("ext2_alloc: bad size");
 116         }
 117         if (cred == NOCRED)
 118                 panic("ext2_alloc: missing credential");
 119 #endif /* DIAGNOSTIC */
 120         if (size == fs->s_blocksize && fs->s_es->s_free_blocks_count == 0)
 121                 goto nospace;
 122         if (cred->cr_uid != 0 &&
 123                 fs->s_es->s_free_blocks_count < fs->s_es->s_r_blocks_count)
 124                 goto nospace;
 125 #ifdef QUOTA
 126         if ((error = ext2_chkdq(ip, (long)btodb(size), cred, 0)) != 0)
 127                 return (error);
 128 #endif
 129         if (bpref >= fs->s_es->s_blocks_count)
 130                 bpref = 0;
 131         /* call the Linux code */
 132 #ifdef EXT2_PREALLOCATE
 133         /* To have a preallocation hit, we must
 134          * - have at least one block preallocated
 135          * - and our preferred block must have that block number or one below
 136          */
 137         if (ip->i_prealloc_count &&
 138             (bpref == ip->i_prealloc_block ||
 139              bpref + 1 == ip->i_prealloc_block))
 140         {
 141                 bno = ip->i_prealloc_block++;
 142                 ip->i_prealloc_count--;
 143                 /* ext2_debug ("preallocation hit (%lu/%lu).\n",
 144                             ++alloc_hits, ++alloc_attempts); */
 145
 146                 /* Linux gets, clears, and releases the buffer at this
 147                    point - we don't have to that; we leave it to the caller
 148                  */
 149         } else {
 150                 ext2_discard_prealloc (ip);
 151                 /* ext2_debug ("preallocation miss (%lu/%lu).\n",
 152                             alloc_hits, ++alloc_attempts); */
 153                 if (S_ISREG(ip->i_mode))
 154                         bno = ext2_new_block
 155                                 (ITOV(ip)->v_mount, bpref,
 156                                  &ip->i_prealloc_count,
 157                                  &ip->i_prealloc_block);
 158                 else
 159                         bno = (daddr_t)ext2_new_block(ITOV(ip)->v_mount,
 160                                         bpref, 0, 0);
 161         }
 162 #else
 163         bno = (daddr_t)ext2_new_block(ITOV(ip)->v_mount, bpref, 0, 0);
 164 #endif
 165
 166         if (bno > 0) {
 167                 /* set next_alloc fields as done in block_getblk */
 168                 ip->i_next_alloc_block = lbn;
 169                 ip->i_next_alloc_goal = bno;
 170
 171                 ip->i_blocks += btodb(size);
 172                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 173                 *bnp = bno;
 174                 return (0);
 175         }
 176 #ifdef QUOTA
 177         /*
 178          * Restore user's disk quota because allocation failed.
 179          */
 180         ext2_chkdq(ip, (long)-btodb(size), cred, FORCE);
 181 #endif
 182 nospace:
 183         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "file system full");
 184         uprintf("\n%s: write failed, file system is full\n", fs->fs_fsmnt);
 185         return (ENOSPC);
 186 }
 187
 188 /*
 189  * Reallocate a sequence of blocks into a contiguous sequence of blocks.
 190  *
 191  * The vnode and an array of buffer pointers for a range of sequential
 192  * logical blocks to be made contiguous is given. The allocator attempts
 193  * to find a range of sequential blocks starting as close as possible to
 194  * an fs_rotdelay offset from the end of the allocation for the logical
 195  * block immediately preceeding the current range. If successful, the
 196  * physical block numbers in the buffer pointers and in the inode are
 197  * changed to reflect the new allocation. If unsuccessful, the allocation
 198  * is left unchanged. The success in doing the reallocation is returned.
 199  * Note that the error return is not reflected back to the user. Rather
 200  * the previous block allocation will be used.
 201  */
 202
 203 #ifdef FANCY_REALLOC
 204 #include <sys/sysctl.h>
 205 static int doasyncfree = 1;
 206 #ifdef  OPT_DEBUG
 207 SYSCTL_INT(_debug, 14, doasyncfree, CTLFLAG_RW, &doasyncfree, 0, "");
 208 #endif  /* OPT_DEBUG */
 209 #endif
 210
 211 /*
 212  * ext2_reallocblks(struct vnode *a_vp, struct cluster_save *a_buflist)
 213  */
 214 int
 215 ext2_reallocblks(struct vop_reallocblks_args *ap)
 216 {
 217 #ifndef FANCY_REALLOC
 218 /* kprintf("ext2_reallocblks not implemented\n"); */
 219 return ENOSPC;
 220 #else
 221
 222         struct ext2_sb_info *fs;
 223         struct inode *ip;
 224         struct vnode *vp;
 225         struct buf *sbp, *ebp;
 226         daddr_t *bap, *sbap, *ebap;
 227         struct cluster_save *buflist;
 228         daddr_t start_lbn, end_lbn, soff, eoff, newblk, blkno;
 229         struct indir start_ap[NIADDR + 1], end_ap[NIADDR + 1], *idp;
 230         int i, len, start_lvl, end_lvl, pref, ssize;
 231
 232         vp = ap->a_vp;
 233         ip = VTOI(vp);
 234         fs = ip->i_e2fs;
 235 #ifdef UNKLAR
 236         if (fs->fs_contigsumsize <= 0)
 237                 return (ENOSPC);
 238 #endif
 239         buflist = ap->a_buflist;
 240         len = buflist->bs_nchildren;
 241         start_lbn = lblkno(fs, buflist->bs_children[0]->b_loffset);
 242         end_lbn = start_lbn + len - 1;
 243 #ifdef DIAGNOSTIC
 244         for (i = 1; i < len; i++) {
 245                 if (buflist->bs_children[i]->b_loffset != lblktodoff(fs, start_lbn) + lblktodoff(fs, i))
 246                         panic("ext2_reallocblks: non-cluster");
 247         }
 248 #endif
 249         /*
 250          * If the latest allocation is in a new block group, assume that
 251          * the filesystem has decided to move and do not force it back to
 252          * the previous block group.
 253          */
 254         if (dtog(fs, dofftofsb(fs, buflist->bs_children[0]->b_bio2.bio_offset)) !=
 255             dtog(fs, dofftofsb(fs, buflist->bs_children[len - 1]->b_bio2.bio_offset)))
 256                 return (ENOSPC);
 257         if (ext2_getlbns(vp, start_lbn, start_ap, &start_lvl) ||
 258             ext2_getlbns(vp, end_lbn, end_ap, &end_lvl))
 259                 return (ENOSPC);
 260         /*
 261          * Get the starting offset and block map for the first block.
 262          */
 263         if (start_lvl == 0) {
 264                 sbap = &ip->i_db[0];
 265                 soff = start_lbn;
 266         } else {
 267                 idp = &start_ap[start_lvl - 1];
 268                 if (bread(vp, lblktodoff(fs, idp->in_lbn), (int)fs->s_blocksize, NOCRED, &sbp)) {
 269                         brelse(sbp);
 270                         return (ENOSPC);
 271                 }
 272                 sbap = (daddr_t *)sbp->b_data;
 273                 soff = idp->in_off;
 274         }
 275         /*
 276          * Find the preferred location for the cluster.
 277          */
 278         pref = ext2_blkpref(ip, start_lbn, soff, sbap);
 279         /*
 280          * If the block range spans two block maps, get the second map.
 281          */
 282         if (end_lvl == 0 || (idp = &end_ap[end_lvl - 1])->in_off + 1 >= len) {
 283                 ssize = len;
 284         } else {
 285 #ifdef DIAGNOSTIC
 286                 if (start_ap[start_lvl-1].in_lbn == idp->in_lbn)
 287                         panic("ext2_reallocblk: start == end");
 288 #endif
 289                 ssize = len - (idp->in_off + 1);
 290                 if (bread(vp, lblktodoff(fs, idp->in_lbn), (int)fs->s_blocksize, NOCRED, &ebp))
 291                         goto fail;
 292                 ebap = (daddr_t *)ebp->b_data;
 293         }
 294         /*
 295          * Search the block map looking for an allocation of the desired size.
 296          */
 297         if ((newblk = (daddr_t)ext2_hashalloc(ip, dtog(fs, pref), (long)pref,
 298             len, (u_long (*)())ext2_clusteralloc)) == 0)
 299                 goto fail;
 300         /*
 301          * We have found a new contiguous block.
 302          *
 303          * First we have to replace the old block pointers with the new
 304          * block pointers in the inode and indirect blocks associated
 305          * with the file.
 306          */
 307         blkno = newblk;
 308         for (bap = &sbap[soff], i = 0; i < len; i++, blkno += fs->s_frags_per_block) {
 309                 if (i == ssize)
 310                         bap = ebap;
 311 #ifdef DIAGNOSTIC
 312                 if (buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset != fsbtodoff(fs, *bap))
 313                         panic("ext2_reallocblks: alloc mismatch");
 314 #endif
 315                 *bap++ = blkno;
 316         }
 317         /*
 318          * Next we must write out the modified inode and indirect blocks.
 319          * For strict correctness, the writes should be synchronous since
 320          * the old block values may have been written to disk. In practise
 321          * they are almost never written, but if we are concerned about
 322          * strict correctness, the `doasyncfree' flag should be set to zero.
 323          *
 324          * The test on `doasyncfree' should be changed to test a flag
 325          * that shows whether the associated buffers and inodes have
 326          * been written. The flag should be set when the cluster is
 327          * started and cleared whenever the buffer or inode is flushed.
 328          * We can then check below to see if it is set, and do the
 329          * synchronous write only when it has been cleared.
 330          */
 331         if (sbap != &ip->i_db[0]) {
 332                 if (doasyncfree)
 333                         bdwrite(sbp);
 334                 else
 335                         bwrite(sbp);
 336         } else {
 337                 ip->i_flag |= IN_CHANGE | IN_UPDATE;
 338                 if (!doasyncfree)
 339                         EXT2_UPDATE(vp, 1);
 340         }
 341         if (ssize < len)
 342                 if (doasyncfree)
 343                         bdwrite(ebp);
 344                 else
 345                         bwrite(ebp);
 346         /*
 347          * Last, free the old blocks and assign the new blocks to the buffers.
 348          */
 349         for (blkno = newblk, i = 0; i < len; i++, blkno += fs->s_frags_per_block) {
 350                 ext2_blkfree(ip, dofftofsb(fs, buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset),
 351                     fs->s_blocksize);
 352                 buflist->bs_children[i]->b_bio2.bio_offset = fsbtodoff(fs, blkno);
 353         }
 354         return (0);
 355
 356 fail:
 357         if (ssize < len)
 358                 brelse(ebp);
 359         if (sbap != &ip->i_db[0])
 360                 brelse(sbp);
 361         return (ENOSPC);
 362
 363 #endif /* FANCY_REALLOC */
 364 }
 365
 366 /*
 367  * Allocate an inode in the file system.
 368  *
 369  * we leave the actual allocation strategy to the (modified)
 370  * ext2_new_inode(), to make sure we get the policies right
 371  */
 372 int
 373 ext2_valloc(struct vnode *pvp, int mode, struct ucred *cred, struct vnode **vpp)
 374 {
 375         struct inode *pip;
 376         struct ext2_sb_info *fs;
 377         struct inode *ip;
 378         ino_t ino;
 379         int i, error;
 380
 381         *vpp = NULL;
 382         pip = VTOI(pvp);
 383         fs = pip->i_e2fs;
 384         if (fs->s_es->s_free_inodes_count == 0)
 385                 goto noinodes;
 386
 387         /* call the Linux routine - it returns the inode number only */
 388         ino = ext2_new_inode(pip, mode);
 389
 390         if (ino == 0)
 391                 goto noinodes;
 392         error = VFS_VGET(pvp->v_mount, NULL, ino, vpp);
 393         if (error) {
 394                 EXT2_VFREE(pvp, ino, mode);
 395                 return (error);
 396         }
 397         ip = VTOI(*vpp);
 398
 399         /*
 400           the question is whether using VGET was such good idea at all -
 401           Linux doesn't read the old inode in when it's allocating a
 402           new one. I will set at least i_size & i_blocks the zero.
 403         */
 404         ip->i_mode = 0;
 405         ip->i_size = 0;
 406         ip->i_blocks = 0;
 407         ip->i_flags = 0;
 408         /* now we want to make sure that the block pointers are zeroed out */
 409         for (i = 0; i < NDADDR; i++)
 410                 ip->i_db[i] = 0;
 411         for (i = 0; i < NIADDR; i++)
 412                 ip->i_ib[i] = 0;
 413
 414         /*
 415          * Set up a new generation number for this inode.
 416          * XXX check if this makes sense in ext2
 417          */
 418         if (ip->i_gen == 0 || ++ip->i_gen == 0)
 419                 ip->i_gen = krandom() / 2 + 1;
 420 /*
 421 kprintf("ext2_valloc: allocated inode %d\n", ino);
 422 */
 423         return (0);
 424 noinodes:
 425         ext2_fserr(fs, cred->cr_uid, "out of inodes");
 426         uprintf("\n%s: create/symlink failed, no inodes free\n", fs->fs_fsmnt);
 427         return (ENOSPC);
 428 }
 429
 430 /*
 431  * Select the desired position for the next block in a file.
 432  *
 433  * we try to mimic what Remy does in inode_getblk/block_getblk
 434  *
 435  * we note: blocknr == 0 means that we're about to allocate either
 436  * a direct block or a pointer block at the first level of indirection
 437  * (In other words, stuff that will go in i_db[] or i_ib[])
 438  *
 439  * blocknr != 0 means that we're allocating a block that is none
 440  * of the above. Then, blocknr tells us the number of the block
 441  * that will hold the pointer
 442  */
 443 daddr_t
 444 ext2_blkpref(struct inode *ip, daddr_t lbn, int indx, daddr_t *bap,
 445              daddr_t blocknr)
 446 {
 447         int     tmp;
 448
 449         /*
 450          * if the next block is actually what we thought it is,
 451          * then set the goal to what we thought it should be
 452          */
 453         if (ip->i_next_alloc_block == lbn && ip->i_next_alloc_goal != 0)
 454                 return ip->i_next_alloc_goal;
 455
 456         /* now check whether we were provided with an array that basically
 457            tells us previous blocks to which we want to stay closeby
 458         */
 459         if(bap)
 460                 for (tmp = indx - 1; tmp >= 0; tmp--)
 461                         if (bap[tmp])
 462                                 return bap[tmp];
 463
 464         /*
 465          * else let's fall back to the blocknr, or, if there is none,
 466          * follow the rule that a block should be allocated near its inode
 467          */
 468         return blocknr ? blocknr :
 469                         (daddr_t)(ip->i_block_group *
 470                         EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(ip->i_e2fs)) +
 471                         ip->i_e2fs->s_es->s_first_data_block;
 472 }
 473
 474 /*
 475  * Free a block or fragment.
 476  *
 477  * pass on to the Linux code
 478  */
 479 void
 480 ext2_blkfree(struct inode *ip, daddr_t bno, long size)
 481 {
 482         struct ext2_sb_info *fs;
 483
 484         fs = ip->i_e2fs;
 485         /*
 486          *      call Linux code with mount *, block number, count
 487          */
 488         ext2_free_blocks(ITOV(ip)->v_mount, bno, size / fs->s_frag_size);
 489 }
 490
 491 /*
 492  * Free an inode.
 493  *
 494  * the maintenance of the actual bitmaps is again up to the linux code
 495  */
 496 int
 497 ext2_vfree(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
 498 {
 499         struct ext2_sb_info *fs;
 500         struct inode *pip;
 501         mode_t save_i_mode;
 502
 503         pip = VTOI(pvp);
 504         fs = pip->i_e2fs;
 505         if ((u_int)ino > fs->s_inodes_per_group * fs->s_groups_count)
 506                 panic("ext2_vfree: range: dev = (%d, %d), ino = %"PRId64", fs = %s",
 507                     major(pip->i_dev), minor(pip->i_dev), ino, fs->fs_fsmnt);
 508
 509 /* ext2_debug("ext2_vfree (%d, %d) called\n", pip->i_number, mode);
 510  */
 511         ext2_discard_prealloc(pip);
 512
 513         /* we need to make sure that ext2_free_inode can adjust the
 514            used_dir_counts in the group summary information - I'd
 515            really like to know what the rationale behind this
 516            'set i_mode to zero to denote an unused inode' is
 517          */
 518         save_i_mode = pip->i_mode;
 519         pip->i_mode = mode;
 520         ext2_free_inode(pip);
 521         pip->i_mode = save_i_mode;
 522         return (0);
 523 }
 524
 525 /*
 526  * Fserr prints the name of a file system with an error diagnostic.
 527  *
 528  * The form of the error message is:
 529  *      fs: error message
 530  */
 531 static void
 532 ext2_fserr(struct ext2_sb_info *fs, u_int uid, char *cp)
 533 {
 534         log(LOG_ERR, "uid %d on %s: %s\n", uid, fs->fs_fsmnt, cp);
 535 }