sys/vfs/ufs/ffs_softdep.c

   1 /*
   2  * Copyright 1998, 2000 Marshall Kirk McKusick. All Rights Reserved.
   3  *
   4  * The soft updates code is derived from the appendix of a University
   5  * of Michigan technical report (Gregory R. Ganger and Yale N. Patt,
   6  * "Soft Updates: A Solution to the Metadata Update Problem in File
   7  * Systems", CSE-TR-254-95, August 1995).
   8  *
   9  * Further information about soft updates can be obtained from:
  10  *
  11  *      Marshall Kirk McKusick          http://www.mckusick.com/softdep/
  12  *      1614 Oxford Street              mckusick@mckusick.com
  13  *      Berkeley, CA 94709-1608         +1-510-843-9542
  14  *      USA
  15  *
  16  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  17  * modification, are permitted provided that the following conditions
  18  * are met:
  19  *
  20  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  22  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  23  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  24  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  25  *
  26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY MARSHALL KIRK MCKUSICK ``AS IS'' AND ANY
  27  * EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED
  28  * WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
  29  * DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL MARSHALL KIRK MCKUSICK BE LIABLE FOR
  30  * ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  36  * SUCH DAMAGE.
  37  *
  38  *      from: @(#)ffs_softdep.c 9.59 (McKusick) 6/21/00
  39  * $FreeBSD: src/sys/ufs/ffs/ffs_softdep.c,v 1.57.2.11 2002/02/05 18:46:53 dillon Exp $
  40  */
  41
  42 /*
  43  * For now we want the safety net that the DIAGNOSTIC and DEBUG flags provide.
  44  */
  45 #ifndef DIAGNOSTIC
  46 #define DIAGNOSTIC
  47 #endif
  48 #ifndef DEBUG
  49 #define DEBUG
  50 #endif
  51
  52 #include <sys/param.h>
  53 #include <sys/kernel.h>
  54 #include <sys/systm.h>
  55 #include <sys/buf.h>
  56 #include <sys/malloc.h>
  57 #include <sys/mount.h>
  58 #include <sys/proc.h>
  59 #include <sys/syslog.h>
  60 #include <sys/vnode.h>
  61 #include <sys/conf.h>
  62 #include <machine/inttypes.h>
  63 #include "dir.h"
  64 #include "quota.h"
  65 #include "inode.h"
  66 #include "ufsmount.h"
  67 #include "fs.h"
  68 #include "softdep.h"
  69 #include "ffs_extern.h"
  70 #include "ufs_extern.h"
  71
  72 #include <sys/buf2.h>
  73 #include <sys/thread2.h>
  74 #include <sys/lock.h>
  75
  76 /*
  77  * These definitions need to be adapted to the system to which
  78  * this file is being ported.
  79  */
  80 /*
  81  * malloc types defined for the softdep system.
  82  */
  83 MALLOC_DEFINE(M_PAGEDEP, "pagedep","File page dependencies");
  84 MALLOC_DEFINE(M_INODEDEP, "inodedep","Inode dependencies");
  85 MALLOC_DEFINE(M_NEWBLK, "newblk","New block allocation");
  86 MALLOC_DEFINE(M_BMSAFEMAP, "bmsafemap","Block or frag allocated from cyl group map");
  87 MALLOC_DEFINE(M_ALLOCDIRECT, "allocdirect","Block or frag dependency for an inode");
  88 MALLOC_DEFINE(M_INDIRDEP, "indirdep","Indirect block dependencies");
  89 MALLOC_DEFINE(M_ALLOCINDIR, "allocindir","Block dependency for an indirect block");
  90 MALLOC_DEFINE(M_FREEFRAG, "freefrag","Previously used frag for an inode");
  91 MALLOC_DEFINE(M_FREEBLKS, "freeblks","Blocks freed from an inode");
  92 MALLOC_DEFINE(M_FREEFILE, "freefile","Inode deallocated");
  93 MALLOC_DEFINE(M_DIRADD, "diradd","New directory entry");
  94 MALLOC_DEFINE(M_MKDIR, "mkdir","New directory");
  95 MALLOC_DEFINE(M_DIRREM, "dirrem","Directory entry deleted");
  96
  97 #define M_SOFTDEP_FLAGS         (M_WAITOK | M_USE_RESERVE)
  98
  99 #define D_PAGEDEP       0
 100 #define D_INODEDEP      1
 101 #define D_NEWBLK        2
 102 #define D_BMSAFEMAP     3
 103 #define D_ALLOCDIRECT   4
 104 #define D_INDIRDEP      5
 105 #define D_ALLOCINDIR    6
 106 #define D_FREEFRAG      7
 107 #define D_FREEBLKS      8
 108 #define D_FREEFILE      9
 109 #define D_DIRADD        10
 110 #define D_MKDIR         11
 111 #define D_DIRREM        12
 112 #define D_LAST          D_DIRREM
 113
 114 /*
 115  * translate from workitem type to memory type
 116  * MUST match the defines above, such that memtype[D_XXX] == M_XXX
 117  */
 118 static struct malloc_type *memtype[] = {
 119         M_PAGEDEP,
 120         M_INODEDEP,
 121         M_NEWBLK,
 122         M_BMSAFEMAP,
 123         M_ALLOCDIRECT,
 124         M_INDIRDEP,
 125         M_ALLOCINDIR,
 126         M_FREEFRAG,
 127         M_FREEBLKS,
 128         M_FREEFILE,
 129         M_DIRADD,
 130         M_MKDIR,
 131         M_DIRREM
 132 };
 133
 134 #define DtoM(type) (memtype[type])
 135
 136 /*
 137  * Names of malloc types.
 138  */
 139 #define TYPENAME(type)  \
 140         ((unsigned)(type) < D_LAST ? memtype[type]->ks_shortdesc : "???")
 141 /*
 142  * End system adaptaion definitions.
 143  */
 144
 145 /*
 146  * Internal function prototypes.
 147  */
 148 static  void softdep_error(char *, int);
 149 static  void drain_output(struct vnode *, int);
 150 static  int getdirtybuf(struct buf **, int);
 151 static  void clear_remove(struct thread *);
 152 static  void clear_inodedeps(struct thread *);
 153 static  int flush_pagedep_deps(struct vnode *, struct mount *,
 154             struct diraddhd *);
 155 static  int flush_inodedep_deps(struct fs *, ino_t);
 156 static  int handle_written_filepage(struct pagedep *, struct buf *);
 157 static  void diradd_inode_written(struct diradd *, struct inodedep *);
 158 static  int handle_written_inodeblock(struct inodedep *, struct buf *);
 159 static  void handle_allocdirect_partdone(struct allocdirect *);
 160 static  void handle_allocindir_partdone(struct allocindir *);
 161 static  void initiate_write_filepage(struct pagedep *, struct buf *);
 162 static  void handle_written_mkdir(struct mkdir *, int);
 163 static  void initiate_write_inodeblock(struct inodedep *, struct buf *);
 164 static  void handle_workitem_freefile(struct freefile *);
 165 static  void handle_workitem_remove(struct dirrem *);
 166 static  struct dirrem *newdirrem(struct buf *, struct inode *,
 167             struct inode *, int, struct dirrem **);
 168 static  void free_diradd(struct diradd *);
 169 static  void free_allocindir(struct allocindir *, struct inodedep *);
 170 static  int indir_trunc (struct inode *, off_t, int, ufs_lbn_t, long *);
 171 static  void deallocate_dependencies(struct buf *, struct inodedep *);
 172 static  void free_allocdirect(struct allocdirectlst *,
 173             struct allocdirect *, int);
 174 static  int check_inode_unwritten(struct inodedep *);
 175 static  int free_inodedep(struct inodedep *);
 176 static  void handle_workitem_freeblocks(struct freeblks *);
 177 static  void merge_inode_lists(struct inodedep *);
 178 static  void setup_allocindir_phase2(struct buf *, struct inode *,
 179             struct allocindir *);
 180 static  struct allocindir *newallocindir(struct inode *, int, ufs_daddr_t,
 181             ufs_daddr_t);
 182 static  void handle_workitem_freefrag(struct freefrag *);
 183 static  struct freefrag *newfreefrag(struct inode *, ufs_daddr_t, long);
 184 static  void allocdirect_merge(struct allocdirectlst *,
 185             struct allocdirect *, struct allocdirect *);
 186 static  struct bmsafemap *bmsafemap_lookup(struct buf *);
 187 static  int newblk_lookup(struct fs *, ufs_daddr_t, int,
 188             struct newblk **);
 189 static  int inodedep_lookup(struct fs *, ino_t, int, struct inodedep **);
 190 static  int pagedep_lookup(struct inode *, ufs_lbn_t, int,
 191             struct pagedep **);
 192 static  int request_cleanup(int);
 193 static  int process_worklist_item(struct mount *, int);
 194 static  void add_to_worklist(struct worklist *);
 195
 196 /*
 197  * Exported softdep operations.
 198  */
 199 static  void softdep_disk_io_initiation(struct buf *);
 200 static  void softdep_disk_write_complete(struct buf *);
 201 static  void softdep_deallocate_dependencies(struct buf *);
 202 static  int softdep_fsync(struct vnode *);
 203 static  int softdep_process_worklist(struct mount *);
 204 static  void softdep_move_dependencies(struct buf *, struct buf *);
 205 static  int softdep_count_dependencies(struct buf *bp, int);
 206 static  int softdep_checkread(struct buf *bp);
 207 static  int softdep_checkwrite(struct buf *bp);
 208
 209 static struct bio_ops softdep_bioops = {
 210         .io_start = softdep_disk_io_initiation,
 211         .io_complete = softdep_disk_write_complete,
 212         .io_deallocate = softdep_deallocate_dependencies,
 213         .io_fsync = softdep_fsync,
 214         .io_sync = softdep_process_worklist,
 215         .io_movedeps = softdep_move_dependencies,
 216         .io_countdeps = softdep_count_dependencies,
 217         .io_checkread = softdep_checkread,
 218         .io_checkwrite = softdep_checkwrite
 219 };
 220
 221 /*
 222  * Locking primitives.
 223  */
 224 static  void acquire_lock(struct lock *);
 225 static  void free_lock(struct lock *);
 226 #ifdef INVARIANTS
 227 static  int lock_held(struct lock *);
 228 #endif
 229
 230 static struct lock lk;
 231
 232 #define ACQUIRE_LOCK(lkp)               acquire_lock(lkp)
 233 #define FREE_LOCK(lkp)                  free_lock(lkp)
 234
 235 static void
 236 acquire_lock(struct lock *lkp)
 237 {
 238         lockmgr(lkp, LK_EXCLUSIVE);
 239 }
 240
 241 static void
 242 free_lock(struct lock *lkp)
 243 {
 244         lockmgr(lkp, LK_RELEASE);
 245 }
 246
 247 #ifdef INVARIANTS
 248 static int
 249 lock_held(struct lock *lkp)
 250 {
 251         return lockinuse(lkp);
 252 }
 253 #endif
 254
 255 /*
 256  * Place holder for real semaphores.
 257  */
 258 struct sema {
 259         int     value;
 260         thread_t holder;
 261         char    *name;
 262         int     timo;
 263         struct spinlock spin;
 264 };
 265 static  void sema_init(struct sema *, char *, int);
 266 static  int sema_get(struct sema *, struct lock *);
 267 static  void sema_release(struct sema *, struct lock *);
 268
 269 #define NOHOLDER        ((struct thread *) -1)
 270
 271 static void
 272 sema_init(struct sema *semap, char *name, int timo)
 273 {
 274         semap->holder = NOHOLDER;
 275         semap->value = 0;
 276         semap->name = name;
 277         semap->timo = timo;
 278         spin_init(&semap->spin, "ufssema");
 279 }
 280
 281 /*
 282  * Obtain exclusive access, semaphore is protected by the interlock.
 283  * If interlock is NULL we must protect the semaphore ourselves.
 284  */
 285 static int
 286 sema_get(struct sema *semap, struct lock *interlock)
 287 {
 288         int rv;
 289
 290         if (interlock) {
 291                 if (semap->value > 0) {
 292                         ++semap->value;         /* serves as wakeup flag */
 293                         lksleep(semap, interlock, 0,
 294                                 semap->name, semap->timo);
 295                         rv = 0;
 296                 } else {
 297                         semap->value = 1;       /* serves as owned flag */
 298                         semap->holder = curthread;
 299                         rv = 1;
 300                 }
 301         } else {
 302                 spin_lock(&semap->spin);
 303                 if (semap->value > 0) {
 304                         ++semap->value;         /* serves as wakeup flag */
 305                         ssleep(semap, &semap->spin, 0,
 306                                 semap->name, semap->timo);
 307                         spin_unlock(&semap->spin);
 308                         rv = 0;
 309                 } else {
 310                         semap->value = 1;       /* serves as owned flag */
 311                         semap->holder = curthread;
 312                         spin_unlock(&semap->spin);
 313                         rv = 1;
 314                 }
 315         }
 316         return (rv);
 317 }
 318
 319 static void
 320 sema_release(struct sema *semap, struct lock *lk)
 321 {
 322         if (semap->value <= 0 || semap->holder != curthread)
 323                 panic("sema_release: not held");
 324         if (lk) {
 325                 semap->holder = NOHOLDER;
 326                 if (--semap->value > 0) {
 327                         semap->value = 0;
 328                         wakeup(semap);
 329                 }
 330         } else {
 331                 spin_lock(&semap->spin);
 332                 semap->holder = NOHOLDER;
 333                 if (--semap->value > 0) {
 334                         semap->value = 0;
 335                         spin_unlock(&semap->spin);
 336                         wakeup(semap);
 337                 } else {
 338                         spin_unlock(&semap->spin);
 339                 }
 340         }
 341 }
 342
 343 /*
 344  * Worklist queue management.
 345  * These routines require that the lock be held.
 346  */
 347 static  void worklist_insert(struct workhead *, struct worklist *);
 348 static  void worklist_remove(struct worklist *);
 349 static  void workitem_free(struct worklist *, int);
 350
 351 #define WORKLIST_INSERT_BP(bp, item) do {       \
 352         (bp)->b_ops = &softdep_bioops;          \
 353         worklist_insert(&(bp)->b_dep, item);    \
 354 } while (0)
 355
 356 #define WORKLIST_INSERT(head, item) worklist_insert(head, item)
 357 #define WORKLIST_REMOVE(item) worklist_remove(item)
 358 #define WORKITEM_FREE(item, type) workitem_free((struct worklist *)item, type)
 359
 360 static void
 361 worklist_insert(struct workhead *head, struct worklist *item)
 362 {
 363         KKASSERT(lock_held(&lk));
 364
 365         if (item->wk_state & ONWORKLIST) {
 366                 panic("worklist_insert: already on list");
 367         }
 368         item->wk_state |= ONWORKLIST;
 369         LIST_INSERT_HEAD(head, item, wk_list);
 370 }
 371
 372 static void
 373 worklist_remove(struct worklist *item)
 374 {
 375
 376         KKASSERT(lock_held(&lk));
 377         if ((item->wk_state & ONWORKLIST) == 0)
 378                 panic("worklist_remove: not on list");
 379
 380         item->wk_state &= ~ONWORKLIST;
 381         LIST_REMOVE(item, wk_list);
 382 }
 383
 384 static void
 385 workitem_free(struct worklist *item, int type)
 386 {
 387
 388         if (item->wk_state & ONWORKLIST)
 389                 panic("workitem_free: still on list");
 390         if (item->wk_type != type)
 391                 panic("workitem_free: type mismatch");
 392
 393         kfree(item, DtoM(type));
 394 }
 395
 396 /*
 397  * Workitem queue management
 398  */
 399 static struct workhead softdep_workitem_pending;
 400 static int num_on_worklist;     /* number of worklist items to be processed */
 401 static int softdep_worklist_busy; /* 1 => trying to do unmount */
 402 static int softdep_worklist_req; /* serialized waiters */
 403 static int max_softdeps;        /* maximum number of structs before slowdown */
 404 static int tickdelay = 2;       /* number of ticks to pause during slowdown */
 405 static int *stat_countp;        /* statistic to count in proc_waiting timeout */
 406 static int proc_waiting;        /* tracks whether we have a timeout posted */
 407 static struct thread *filesys_syncer; /* proc of filesystem syncer process */
 408 static int req_clear_inodedeps; /* syncer process flush some inodedeps */
 409 #define FLUSH_INODES    1
 410 static int req_clear_remove;    /* syncer process flush some freeblks */
 411 #define FLUSH_REMOVE    2
 412 /*
 413  * runtime statistics
 414  */
 415 static int stat_worklist_push;  /* number of worklist cleanups */
 416 static int stat_blk_limit_push; /* number of times block limit neared */
 417 static int stat_ino_limit_push; /* number of times inode limit neared */
 418 static int stat_blk_limit_hit;  /* number of times block slowdown imposed */
 419 static int stat_ino_limit_hit;  /* number of times inode slowdown imposed */
 420 static int stat_sync_limit_hit; /* number of synchronous slowdowns imposed */
 421 static int stat_indir_blk_ptrs; /* bufs redirtied as indir ptrs not written */
 422 static int stat_inode_bitmap;   /* bufs redirtied as inode bitmap not written */
 423 static int stat_direct_blk_ptrs;/* bufs redirtied as direct ptrs not written */
 424 static int stat_dir_entry;      /* bufs redirtied as dir entry cannot write */
 425 #ifdef DEBUG
 426 #include <vm/vm.h>
 427 #include <sys/sysctl.h>
 428 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, max_softdeps, CTLFLAG_RW, &max_softdeps, 0,
 429     "Maximum soft dependencies before slowdown occurs");
 430 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tickdelay, CTLFLAG_RW, &tickdelay, 0,
 431     "Ticks to delay before allocating during slowdown");
 432 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, worklist_push, CTLFLAG_RW, &stat_worklist_push, 0,
 433     "Number of worklist cleanups");
 434 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, blk_limit_push, CTLFLAG_RW, &stat_blk_limit_push, 0,
 435     "Number of times block limit neared");
 436 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ino_limit_push, CTLFLAG_RW, &stat_ino_limit_push, 0,
 437     "Number of times inode limit neared");
 438 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, blk_limit_hit, CTLFLAG_RW, &stat_blk_limit_hit, 0,
 439     "Number of times block slowdown imposed");
 440 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ino_limit_hit, CTLFLAG_RW, &stat_ino_limit_hit, 0,
 441     "Number of times inode slowdown imposed ");
 442 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, sync_limit_hit, CTLFLAG_RW, &stat_sync_limit_hit, 0,
 443     "Number of synchronous slowdowns imposed");
 444 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, indir_blk_ptrs, CTLFLAG_RW, &stat_indir_blk_ptrs, 0,
 445     "Bufs redirtied as indir ptrs not written");
 446 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, inode_bitmap, CTLFLAG_RW, &stat_inode_bitmap, 0,
 447     "Bufs redirtied as inode bitmap not written");
 448 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, direct_blk_ptrs, CTLFLAG_RW, &stat_direct_blk_ptrs, 0,
 449     "Bufs redirtied as direct ptrs not written");
 450 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, dir_entry, CTLFLAG_RW, &stat_dir_entry, 0,
 451     "Bufs redirtied as dir entry cannot write");
 452 #endif /* DEBUG */
 453
 454 /*
 455  * Add an item to the end of the work queue.
 456  * This routine requires that the lock be held.
 457  * This is the only routine that adds items to the list.
 458  * The following routine is the only one that removes items
 459  * and does so in order from first to last.
 460  */
 461 static void
 462 add_to_worklist(struct worklist *wk)
 463 {
 464         static struct worklist *worklist_tail;
 465
 466         if (wk->wk_state & ONWORKLIST) {
 467                 panic("add_to_worklist: already on list");
 468         }
 469         wk->wk_state |= ONWORKLIST;
 470         if (LIST_FIRST(&softdep_workitem_pending) == NULL)
 471                 LIST_INSERT_HEAD(&softdep_workitem_pending, wk, wk_list);
 472         else
 473                 LIST_INSERT_AFTER(worklist_tail, wk, wk_list);
 474         worklist_tail = wk;
 475         num_on_worklist += 1;
 476 }
 477
 478 /*
 479  * Process that runs once per second to handle items in the background queue.
 480  *
 481  * Note that we ensure that everything is done in the order in which they
 482  * appear in the queue. The code below depends on this property to ensure
 483  * that blocks of a file are freed before the inode itself is freed. This
 484  * ordering ensures that no new <vfsid, inum, lbn> triples will be generated
 485  * until all the old ones have been purged from the dependency lists.
 486  *
 487  * bioops callback - hold io_token
 488  */
 489 static int
 490 softdep_process_worklist(struct mount *matchmnt)
 491 {
 492         thread_t td = curthread;
 493         int matchcnt, loopcount;
 494         int starttime;
 495
 496         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 497
 498         /*
 499          * Record the process identifier of our caller so that we can give
 500          * this process preferential treatment in request_cleanup below.
 501          */
 502         filesys_syncer = td;
 503         matchcnt = 0;
 504
 505         /*
 506          * There is no danger of having multiple processes run this
 507          * code, but we have to single-thread it when softdep_flushfiles()
 508          * is in operation to get an accurate count of the number of items
 509          * related to its mount point that are in the list.
 510          */
 511         if (matchmnt == NULL) {
 512                 if (softdep_worklist_busy < 0) {
 513                         matchcnt = -1;
 514                         goto done;
 515                 }
 516                 softdep_worklist_busy += 1;
 517         }
 518
 519         /*
 520          * If requested, try removing inode or removal dependencies.
 521          */
 522         if (req_clear_inodedeps) {
 523                 clear_inodedeps(td);
 524                 req_clear_inodedeps -= 1;
 525                 wakeup_one(&proc_waiting);
 526         }
 527         if (req_clear_remove) {
 528                 clear_remove(td);
 529                 req_clear_remove -= 1;
 530                 wakeup_one(&proc_waiting);
 531         }
 532         loopcount = 1;
 533         starttime = ticks;
 534         while (num_on_worklist > 0) {
 535                 matchcnt += process_worklist_item(matchmnt, 0);
 536
 537                 /*
 538                  * If a umount operation wants to run the worklist
 539                  * accurately, abort.
 540                  */
 541                 if (softdep_worklist_req && matchmnt == NULL) {
 542                         matchcnt = -1;
 543                         break;
 544                 }
 545
 546                 /*
 547                  * If requested, try removing inode or removal dependencies.
 548                  */
 549                 if (req_clear_inodedeps) {
 550                         clear_inodedeps(td);
 551                         req_clear_inodedeps -= 1;
 552                         wakeup_one(&proc_waiting);
 553                 }
 554                 if (req_clear_remove) {
 555                         clear_remove(td);
 556                         req_clear_remove -= 1;
 557                         wakeup_one(&proc_waiting);
 558                 }
 559                 /*
 560                  * We do not generally want to stop for buffer space, but if
 561                  * we are really being a buffer hog, we will stop and wait.
 562                  */
 563                 if (loopcount++ % 128 == 0) {
 564                         FREE_LOCK(&lk);
 565                         bwillinode(1);
 566                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 567                 }
 568
 569                 /*
 570                  * Never allow processing to run for more than one
 571                  * second. Otherwise the other syncer tasks may get
 572                  * excessively backlogged.
 573                  *
 574                  * Use ticks to avoid boundary condition w/time_second or
 575                  * time_uptime.
 576                  */
 577                 if ((ticks - starttime) > hz && matchmnt == NULL) {
 578                         matchcnt = -1;
 579                         break;
 580                 }
 581         }
 582         if (matchmnt == NULL) {
 583                 --softdep_worklist_busy;
 584                 if (softdep_worklist_req && softdep_worklist_busy == 0)
 585                         wakeup(&softdep_worklist_req);
 586         }
 587 done:
 588         FREE_LOCK(&lk);
 589         return (matchcnt);
 590 }
 591
 592 /*
 593  * Process one item on the worklist.
 594  */
 595 static int
 596 process_worklist_item(struct mount *matchmnt, int flags)
 597 {
 598         struct ufsmount *ump;
 599         struct worklist *wk;
 600         struct dirrem *dirrem;
 601         struct fs *matchfs;
 602         struct vnode *vp;
 603         int matchcnt = 0;
 604
 605         KKASSERT(lock_held(&lk));
 606
 607         matchfs = NULL;
 608         if (matchmnt != NULL)
 609                 matchfs = VFSTOUFS(matchmnt)->um_fs;
 610
 611         /*
 612          * Normally we just process each item on the worklist in order.
 613          * However, if we are in a situation where we cannot lock any
 614          * inodes, we have to skip over any dirrem requests whose
 615          * vnodes are resident and locked.
 616          */
 617         LIST_FOREACH(wk, &softdep_workitem_pending, wk_list) {
 618                 if ((flags & LK_NOWAIT) == 0 || wk->wk_type != D_DIRREM)
 619                         break;
 620                 dirrem = WK_DIRREM(wk);
 621                 ump = VFSTOUFS(dirrem->dm_mnt);
 622                 lwkt_gettoken(&ump->um_mountp->mnt_token);
 623                 vp = ufs_ihashlookup(ump, ump->um_dev, dirrem->dm_oldinum);
 624                 lwkt_reltoken(&ump->um_mountp->mnt_token);
 625                 if (vp == NULL || !vn_islocked(vp))
 626                         break;
 627         }
 628         if (wk == NULL) {
 629                 return (0);
 630         }
 631         WORKLIST_REMOVE(wk);
 632         num_on_worklist -= 1;
 633         FREE_LOCK(&lk);
 634         switch (wk->wk_type) {
 635         case D_DIRREM:
 636                 /* removal of a directory entry */
 637                 if (WK_DIRREM(wk)->dm_mnt == matchmnt)
 638                         matchcnt += 1;
 639                 handle_workitem_remove(WK_DIRREM(wk));
 640                 break;
 641
 642         case D_FREEBLKS:
 643                 /* releasing blocks and/or fragments from a file */
 644                 if (WK_FREEBLKS(wk)->fb_fs == matchfs)
 645                         matchcnt += 1;
 646                 handle_workitem_freeblocks(WK_FREEBLKS(wk));
 647                 break;
 648
 649         case D_FREEFRAG:
 650                 /* releasing a fragment when replaced as a file grows */
 651                 if (WK_FREEFRAG(wk)->ff_fs == matchfs)
 652                         matchcnt += 1;
 653                 handle_workitem_freefrag(WK_FREEFRAG(wk));
 654                 break;
 655
 656         case D_FREEFILE:
 657                 /* releasing an inode when its link count drops to 0 */
 658                 if (WK_FREEFILE(wk)->fx_fs == matchfs)
 659                         matchcnt += 1;
 660                 handle_workitem_freefile(WK_FREEFILE(wk));
 661                 break;
 662
 663         default:
 664                 panic("%s_process_worklist: Unknown type %s",
 665                     "softdep", TYPENAME(wk->wk_type));
 666                 /* NOTREACHED */
 667         }
 668         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 669         return (matchcnt);
 670 }
 671
 672 /*
 673  * Move dependencies from one buffer to another.
 674  *
 675  * bioops callback - hold io_token
 676  */
 677 static void
 678 softdep_move_dependencies(struct buf *oldbp, struct buf *newbp)
 679 {
 680         struct worklist *wk, *wktail;
 681
 682         if (LIST_FIRST(&newbp->b_dep) != NULL)
 683                 panic("softdep_move_dependencies: need merge code");
 684         wktail = NULL;
 685         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 686         while ((wk = LIST_FIRST(&oldbp->b_dep)) != NULL) {
 687                 LIST_REMOVE(wk, wk_list);
 688                 if (wktail == NULL)
 689                         LIST_INSERT_HEAD(&newbp->b_dep, wk, wk_list);
 690                 else
 691                         LIST_INSERT_AFTER(wktail, wk, wk_list);
 692                 wktail = wk;
 693                 newbp->b_ops = &softdep_bioops;
 694         }
 695         FREE_LOCK(&lk);
 696 }
 697
 698 /*
 699  * Purge the work list of all items associated with a particular mount point.
 700  */
 701 int
 702 softdep_flushfiles(struct mount *oldmnt, int flags)
 703 {
 704         struct vnode *devvp;
 705         int error, loopcnt;
 706
 707         /*
 708          * Await our turn to clear out the queue, then serialize access.
 709          */
 710         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 711         while (softdep_worklist_busy != 0) {
 712                 softdep_worklist_req += 1;
 713                 lksleep(&softdep_worklist_req, &lk, 0, "softflush", 0);
 714                 softdep_worklist_req -= 1;
 715         }
 716         softdep_worklist_busy = -1;
 717         FREE_LOCK(&lk);
 718
 719         if ((error = ffs_flushfiles(oldmnt, flags)) != 0) {
 720                 softdep_worklist_busy = 0;
 721                 if (softdep_worklist_req)
 722                         wakeup(&softdep_worklist_req);
 723                 return (error);
 724         }
 725         /*
 726          * Alternately flush the block device associated with the mount
 727          * point and process any dependencies that the flushing
 728          * creates. In theory, this loop can happen at most twice,
 729          * but we give it a few extra just to be sure.
 730          */
 731         devvp = VFSTOUFS(oldmnt)->um_devvp;
 732         for (loopcnt = 10; loopcnt > 0; ) {
 733                 if (softdep_process_worklist(oldmnt) == 0) {
 734                         loopcnt--;
 735                         /*
 736                          * Do another flush in case any vnodes were brought in
 737                          * as part of the cleanup operations.
 738                          */
 739                         if ((error = ffs_flushfiles(oldmnt, flags)) != 0)
 740                                 break;
 741                         /*
 742                          * If we still found nothing to do, we are really done.
 743                          */
 744                         if (softdep_process_worklist(oldmnt) == 0)
 745                                 break;
 746                 }
 747                 vn_lock(devvp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 748                 error = VOP_FSYNC(devvp, MNT_WAIT, 0);
 749                 vn_unlock(devvp);
 750                 if (error)
 751                         break;
 752         }
 753         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 754         softdep_worklist_busy = 0;
 755         if (softdep_worklist_req)
 756                 wakeup(&softdep_worklist_req);
 757         FREE_LOCK(&lk);
 758
 759         /*
 760          * If we are unmounting then it is an error to fail. If we
 761          * are simply trying to downgrade to read-only, then filesystem
 762          * activity can keep us busy forever, so we just fail with EBUSY.
 763          */
 764         if (loopcnt == 0) {
 765                 if (oldmnt->mnt_kern_flag & MNTK_UNMOUNT)
 766                         panic("softdep_flushfiles: looping");
 767                 error = EBUSY;
 768         }
 769         return (error);
 770 }
 771
 772 /*
 773  * Structure hashing.
 774  *
 775  * There are three types of structures that can be looked up:
 776  *      1) pagedep structures identified by mount point, inode number,
 777  *         and logical block.
 778  *      2) inodedep structures identified by mount point and inode number.
 779  *      3) newblk structures identified by mount point and
 780  *         physical block number.
 781  *
 782  * The "pagedep" and "inodedep" dependency structures are hashed
 783  * separately from the file blocks and inodes to which they correspond.
 784  * This separation helps when the in-memory copy of an inode or
 785  * file block must be replaced. It also obviates the need to access
 786  * an inode or file page when simply updating (or de-allocating)
 787  * dependency structures. Lookup of newblk structures is needed to
 788  * find newly allocated blocks when trying to associate them with
 789  * their allocdirect or allocindir structure.
 790  *
 791  * The lookup routines optionally create and hash a new instance when
 792  * an existing entry is not found.
 793  */
 794 #define DEPALLOC        0x0001  /* allocate structure if lookup fails */
 795 #define NODELAY         0x0002  /* cannot do background work */
 796
 797 /*
 798  * Structures and routines associated with pagedep caching.
 799  */
 800 LIST_HEAD(pagedep_hashhead, pagedep) *pagedep_hashtbl;
 801 u_long  pagedep_hash;           /* size of hash table - 1 */
 802 #define PAGEDEP_HASH(mp, inum, lbn) \
 803         (&pagedep_hashtbl[((((register_t)(mp)) >> 13) + (inum) + (lbn)) & \
 804             pagedep_hash])
 805 static struct sema pagedep_in_progress;
 806
 807 /*
 808  * Helper routine for pagedep_lookup()
 809  */
 810 static __inline
 811 struct pagedep *
 812 pagedep_find(struct pagedep_hashhead *pagedephd, ino_t ino, ufs_lbn_t lbn,
 813              struct mount *mp)
 814 {
 815         struct pagedep *pagedep;
 816
 817         LIST_FOREACH(pagedep, pagedephd, pd_hash) {
 818                 if (ino == pagedep->pd_ino &&
 819                     lbn == pagedep->pd_lbn &&
 820                     mp == pagedep->pd_mnt) {
 821                         return (pagedep);
 822                 }
 823         }
 824         return(NULL);
 825 }
 826
 827 /*
 828  * Look up a pagedep. Return 1 if found, 0 if not found.
 829  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
 830  * Found or allocated entry is returned in pagedeppp.
 831  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
 832  */
 833 static int
 834 pagedep_lookup(struct inode *ip, ufs_lbn_t lbn, int flags,
 835                struct pagedep **pagedeppp)
 836 {
 837         struct pagedep *pagedep;
 838         struct pagedep_hashhead *pagedephd;
 839         struct mount *mp;
 840         int i;
 841
 842         KKASSERT(lock_held(&lk));
 843
 844         mp = ITOV(ip)->v_mount;
 845         pagedephd = PAGEDEP_HASH(mp, ip->i_number, lbn);
 846 top:
 847         *pagedeppp = pagedep_find(pagedephd, ip->i_number, lbn, mp);
 848         if (*pagedeppp)
 849                 return(1);
 850         if ((flags & DEPALLOC) == 0)
 851                 return (0);
 852         if (sema_get(&pagedep_in_progress, &lk) == 0)
 853                 goto top;
 854
 855         FREE_LOCK(&lk);
 856         pagedep = kmalloc(sizeof(struct pagedep), M_PAGEDEP,
 857                           M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
 858         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 859         if (pagedep_find(pagedephd, ip->i_number, lbn, mp)) {
 860                 kprintf("pagedep_lookup: blocking race avoided\n");
 861                 sema_release(&pagedep_in_progress, &lk);
 862                 kfree(pagedep, M_PAGEDEP);
 863                 goto top;
 864         }
 865
 866         pagedep->pd_list.wk_type = D_PAGEDEP;
 867         pagedep->pd_mnt = mp;
 868         pagedep->pd_ino = ip->i_number;
 869         pagedep->pd_lbn = lbn;
 870         LIST_INIT(&pagedep->pd_dirremhd);
 871         LIST_INIT(&pagedep->pd_pendinghd);
 872         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
 873                 LIST_INIT(&pagedep->pd_diraddhd[i]);
 874         LIST_INSERT_HEAD(pagedephd, pagedep, pd_hash);
 875         sema_release(&pagedep_in_progress, &lk);
 876         *pagedeppp = pagedep;
 877         return (0);
 878 }
 879
 880 /*
 881  * Structures and routines associated with inodedep caching.
 882  */
 883 LIST_HEAD(inodedep_hashhead, inodedep) *inodedep_hashtbl;
 884 static u_long   inodedep_hash;  /* size of hash table - 1 */
 885 static long     num_inodedep;   /* number of inodedep allocated */
 886 #define INODEDEP_HASH(fs, inum) \
 887       (&inodedep_hashtbl[((((register_t)(fs)) >> 13) + (inum)) & inodedep_hash])
 888 static struct sema inodedep_in_progress;
 889
 890 /*
 891  * Helper routine for inodedep_lookup()
 892  */
 893 static __inline
 894 struct inodedep *
 895 inodedep_find(struct inodedep_hashhead *inodedephd, struct fs *fs, ino_t inum)
 896 {
 897         struct inodedep *inodedep;
 898
 899         LIST_FOREACH(inodedep, inodedephd, id_hash) {
 900                 if (inum == inodedep->id_ino && fs == inodedep->id_fs)
 901                         return(inodedep);
 902         }
 903         return (NULL);
 904 }
 905
 906 /*
 907  * Look up a inodedep. Return 1 if found, 0 if not found.
 908  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
 909  * Found or allocated entry is returned in inodedeppp.
 910  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
 911  */
 912 static int
 913 inodedep_lookup(struct fs *fs, ino_t inum, int flags,
 914                 struct inodedep **inodedeppp)
 915 {
 916         struct inodedep *inodedep;
 917         struct inodedep_hashhead *inodedephd;
 918
 919         KKASSERT(lock_held(&lk));
 920
 921         inodedephd = INODEDEP_HASH(fs, inum);
 922 top:
 923         *inodedeppp = inodedep_find(inodedephd, fs, inum);
 924         if (*inodedeppp)
 925                 return (1);
 926         if ((flags & DEPALLOC) == 0)
 927                 return (0);
 928
 929         /*
 930          * If we are over our limit, try to improve the situation.
 931          */
 932         if (num_inodedep > max_softdeps / 2)
 933                 speedup_syncer(NULL);
 934         if (num_inodedep > max_softdeps &&
 935             (flags & NODELAY) == 0 &&
 936             request_cleanup(FLUSH_INODES)) {
 937                 goto top;
 938         }
 939         if (sema_get(&inodedep_in_progress, &lk) == 0)
 940                 goto top;
 941
 942         FREE_LOCK(&lk);
 943         inodedep = kmalloc(sizeof(struct inodedep), M_INODEDEP,
 944                            M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
 945         ACQUIRE_LOCK(&lk);
 946         if (inodedep_find(inodedephd, fs, inum)) {
 947                 kprintf("inodedep_lookup: blocking race avoided\n");
 948                 sema_release(&inodedep_in_progress, &lk);
 949                 kfree(inodedep, M_INODEDEP);
 950                 goto top;
 951         }
 952         inodedep->id_list.wk_type = D_INODEDEP;
 953         inodedep->id_fs = fs;
 954         inodedep->id_ino = inum;
 955         inodedep->id_state = ALLCOMPLETE;
 956         inodedep->id_nlinkdelta = 0;
 957         inodedep->id_savedino = NULL;
 958         inodedep->id_savedsize = -1;
 959         inodedep->id_buf = NULL;
 960         LIST_INIT(&inodedep->id_pendinghd);
 961         LIST_INIT(&inodedep->id_inowait);
 962         LIST_INIT(&inodedep->id_bufwait);
 963         TAILQ_INIT(&inodedep->id_inoupdt);
 964         TAILQ_INIT(&inodedep->id_newinoupdt);
 965         num_inodedep += 1;
 966         LIST_INSERT_HEAD(inodedephd, inodedep, id_hash);
 967         sema_release(&inodedep_in_progress, &lk);
 968         *inodedeppp = inodedep;
 969         return (0);
 970 }
 971
 972 /*
 973  * Structures and routines associated with newblk caching.
 974  */
 975 LIST_HEAD(newblk_hashhead, newblk) *newblk_hashtbl;
 976 u_long  newblk_hash;            /* size of hash table - 1 */
 977 #define NEWBLK_HASH(fs, inum) \
 978         (&newblk_hashtbl[((((register_t)(fs)) >> 13) + (inum)) & newblk_hash])
 979 static struct sema newblk_in_progress;
 980
 981 /*
 982  * Helper routine for newblk_lookup()
 983  */
 984 static __inline
 985 struct newblk *
 986 newblk_find(struct newblk_hashhead *newblkhd, struct fs *fs,
 987             ufs_daddr_t newblkno)
 988 {
 989         struct newblk *newblk;
 990
 991         LIST_FOREACH(newblk, newblkhd, nb_hash) {
 992                 if (newblkno == newblk->nb_newblkno && fs == newblk->nb_fs)
 993                         return (newblk);
 994         }
 995         return(NULL);
 996 }
 997
 998 /*
 999  * Look up a newblk. Return 1 if found, 0 if not found.
1000  * If not found, allocate if DEPALLOC flag is passed.
1001  * Found or allocated entry is returned in newblkpp.
1002  */
1003 static int
1004 newblk_lookup(struct fs *fs, ufs_daddr_t newblkno, int flags,
1005               struct newblk **newblkpp)
1006 {
1007         struct newblk *newblk;
1008         struct newblk_hashhead *newblkhd;
1009
1010         newblkhd = NEWBLK_HASH(fs, newblkno);
1011 top:
1012         *newblkpp = newblk_find(newblkhd, fs, newblkno);
1013         if (*newblkpp)
1014                 return(1);
1015         if ((flags & DEPALLOC) == 0)
1016                 return (0);
1017         if (sema_get(&newblk_in_progress, NULL) == 0)
1018                 goto top;
1019
1020         newblk = kmalloc(sizeof(struct newblk), M_NEWBLK,
1021                          M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1022
1023         if (newblk_find(newblkhd, fs, newblkno)) {
1024                 kprintf("newblk_lookup: blocking race avoided\n");
1025                 sema_release(&pagedep_in_progress, NULL);
1026                 kfree(newblk, M_NEWBLK);
1027                 goto top;
1028         }
1029         newblk->nb_state = 0;
1030         newblk->nb_fs = fs;
1031         newblk->nb_newblkno = newblkno;
1032         LIST_INSERT_HEAD(newblkhd, newblk, nb_hash);
1033         sema_release(&newblk_in_progress, NULL);
1034         *newblkpp = newblk;
1035         return (0);
1036 }
1037
1038 /*
1039  * Executed during filesystem system initialization before
1040  * mounting any filesystems.
1041  */
1042 void
1043 softdep_initialize(void)
1044 {
1045         size_t idsize = sizeof(struct inodedep);
1046         int hsize = vfs_inodehashsize();
1047
1048         LIST_INIT(&mkdirlisthd);
1049         LIST_INIT(&softdep_workitem_pending);
1050         max_softdeps = min(maxvnodes * 8, M_INODEDEP->ks_limit / (2 * idsize));
1051
1052         /*
1053          * Cap it at 100,000, having more just gets kinda silly.
1054          */
1055         max_softdeps = min(max_softdeps, 100000);
1056
1057         pagedep_hashtbl = hashinit(hsize / 4, M_PAGEDEP, &pagedep_hash);
1058         lockinit(&lk, "ffs_softdep", 0, LK_CANRECURSE);
1059         sema_init(&pagedep_in_progress, "pagedep", 0);
1060         inodedep_hashtbl = hashinit(hsize, M_INODEDEP, &inodedep_hash);
1061         sema_init(&inodedep_in_progress, "inodedep", 0);
1062         newblk_hashtbl = hashinit(64, M_NEWBLK, &newblk_hash);
1063         sema_init(&newblk_in_progress, "newblk", 0);
1064         add_bio_ops(&softdep_bioops);
1065 }
1066
1067 /*
1068  * Called at mount time to notify the dependency code that a
1069  * filesystem wishes to use it.
1070  */
1071 int
1072 softdep_mount(struct vnode *devvp, struct mount *mp, struct fs *fs)
1073 {
1074         struct csum cstotal;
1075         struct cg *cgp;
1076         struct buf *bp;
1077         int error, cyl;
1078
1079         mp->mnt_flag &= ~MNT_ASYNC;
1080         mp->mnt_flag |= MNT_SOFTDEP;
1081         mp->mnt_bioops = &softdep_bioops;
1082         /*
1083          * When doing soft updates, the counters in the
1084          * superblock may have gotten out of sync, so we have
1085          * to scan the cylinder groups and recalculate them.
1086          */
1087         if (fs->fs_clean != 0)
1088                 return (0);
1089         bzero(&cstotal, sizeof cstotal);
1090         for (cyl = 0; cyl < fs->fs_ncg; cyl++) {
1091                 if ((error = bread(devvp, fsbtodoff(fs, cgtod(fs, cyl)),
1092                                    fs->fs_cgsize, &bp)) != 0) {
1093                         brelse(bp);
1094                         return (error);
1095                 }
1096                 cgp = (struct cg *)bp->b_data;
1097                 cstotal.cs_nffree += cgp->cg_cs.cs_nffree;
1098                 cstotal.cs_nbfree += cgp->cg_cs.cs_nbfree;
1099                 cstotal.cs_nifree += cgp->cg_cs.cs_nifree;
1100                 cstotal.cs_ndir += cgp->cg_cs.cs_ndir;
1101                 fs->fs_cs(fs, cyl) = cgp->cg_cs;
1102                 brelse(bp);
1103         }
1104 #ifdef DEBUG
1105         if (bcmp(&cstotal, &fs->fs_cstotal, sizeof cstotal))
1106                 kprintf("ffs_mountfs: superblock updated for soft updates\n");
1107 #endif
1108         bcopy(&cstotal, &fs->fs_cstotal, sizeof cstotal);
1109         return (0);
1110 }
1111
1112 /*
1113  * Protecting the freemaps (or bitmaps).
1114  *
1115  * To eliminate the need to execute fsck before mounting a filesystem
1116  * after a power failure, one must (conservatively) guarantee that the
1117  * on-disk copy of the bitmaps never indicate that a live inode or block is
1118  * free.  So, when a block or inode is allocated, the bitmap should be
1119  * updated (on disk) before any new pointers.  When a block or inode is
1120  * freed, the bitmap should not be updated until all pointers have been
1121  * reset.  The latter dependency is handled by the delayed de-allocation
1122  * approach described below for block and inode de-allocation.  The former
1123  * dependency is handled by calling the following procedure when a block or
1124  * inode is allocated. When an inode is allocated an "inodedep" is created
1125  * with its DEPCOMPLETE flag cleared until its bitmap is written to disk.
1126  * Each "inodedep" is also inserted into the hash indexing structure so
1127  * that any additional link additions can be made dependent on the inode
1128  * allocation.
1129  *
1130  * The ufs filesystem maintains a number of free block counts (e.g., per
1131  * cylinder group, per cylinder and per <cylinder, rotational position> pair)
1132  * in addition to the bitmaps.  These counts are used to improve efficiency
1133  * during allocation and therefore must be consistent with the bitmaps.
1134  * There is no convenient way to guarantee post-crash consistency of these
1135  * counts with simple update ordering, for two main reasons: (1) The counts
1136  * and bitmaps for a single cylinder group block are not in the same disk
1137  * sector.  If a disk write is interrupted (e.g., by power failure), one may
1138  * be written and the other not.  (2) Some of the counts are located in the
1139  * superblock rather than the cylinder group block. So, we focus our soft
1140  * updates implementation on protecting the bitmaps. When mounting a
1141  * filesystem, we recompute the auxiliary counts from the bitmaps.
1142  */
1143
1144 /*
1145  * Called just after updating the cylinder group block to allocate an inode.
1146  *
1147  * Parameters:
1148  *      bp:             buffer for cylgroup block with inode map
1149  *      ip:             inode related to allocation
1150  *      newinum:        new inode number being allocated
1151  */
1152 void
1153 softdep_setup_inomapdep(struct buf *bp, struct inode *ip, ino_t newinum)
1154 {
1155         struct inodedep *inodedep;
1156         struct bmsafemap *bmsafemap;
1157
1158         /*
1159          * Create a dependency for the newly allocated inode.
1160          * Panic if it already exists as something is seriously wrong.
1161          * Otherwise add it to the dependency list for the buffer holding
1162          * the cylinder group map from which it was allocated.
1163          */
1164         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1165         if ((inodedep_lookup(ip->i_fs, newinum, DEPALLOC|NODELAY, &inodedep))) {
1166                 panic("softdep_setup_inomapdep: found inode");
1167         }
1168         inodedep->id_buf = bp;
1169         inodedep->id_state &= ~DEPCOMPLETE;
1170         bmsafemap = bmsafemap_lookup(bp);
1171         LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_inodedephd, inodedep, id_deps);
1172         FREE_LOCK(&lk);
1173 }
1174
1175 /*
1176  * Called just after updating the cylinder group block to
1177  * allocate block or fragment.
1178  *
1179  * Parameters:
1180  *      bp:             buffer for cylgroup block with block map
1181  *      fs:             filesystem doing allocation
1182  *      newblkno:       number of newly allocated block
1183  */
1184 void
1185 softdep_setup_blkmapdep(struct buf *bp, struct fs *fs,
1186                         ufs_daddr_t newblkno)
1187 {
1188         struct newblk *newblk;
1189         struct bmsafemap *bmsafemap;
1190
1191         /*
1192          * Create a dependency for the newly allocated block.
1193          * Add it to the dependency list for the buffer holding
1194          * the cylinder group map from which it was allocated.
1195          */
1196         if (newblk_lookup(fs, newblkno, DEPALLOC, &newblk) != 0)
1197                 panic("softdep_setup_blkmapdep: found block");
1198         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1199         newblk->nb_bmsafemap = bmsafemap = bmsafemap_lookup(bp);
1200         LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_newblkhd, newblk, nb_deps);
1201         FREE_LOCK(&lk);
1202 }
1203
1204 /*
1205  * Find the bmsafemap associated with a cylinder group buffer.
1206  * If none exists, create one. The buffer must be locked when
1207  * this routine is called and this routine must be called with
1208  * splbio interrupts blocked.
1209  */
1210 static struct bmsafemap *
1211 bmsafemap_lookup(struct buf *bp)
1212 {
1213         struct bmsafemap *bmsafemap;
1214         struct worklist *wk;
1215
1216         KKASSERT(lock_held(&lk));
1217
1218         LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
1219                 if (wk->wk_type == D_BMSAFEMAP)
1220                         return (WK_BMSAFEMAP(wk));
1221         }
1222         FREE_LOCK(&lk);
1223         bmsafemap = kmalloc(sizeof(struct bmsafemap), M_BMSAFEMAP,
1224                             M_SOFTDEP_FLAGS);
1225         bmsafemap->sm_list.wk_type = D_BMSAFEMAP;
1226         bmsafemap->sm_list.wk_state = 0;
1227         bmsafemap->sm_buf = bp;
1228         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_allocdirecthd);
1229         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_allocindirhd);
1230         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_inodedephd);
1231         LIST_INIT(&bmsafemap->sm_newblkhd);
1232         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1233         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &bmsafemap->sm_list);
1234         return (bmsafemap);
1235 }
1236
1237 /*
1238  * Direct block allocation dependencies.
1239  *
1240  * When a new block is allocated, the corresponding disk locations must be
1241  * initialized (with zeros or new data) before the on-disk inode points to
1242  * them.  Also, the freemap from which the block was allocated must be
1243  * updated (on disk) before the inode's pointer. These two dependencies are
1244  * independent of each other and are needed for all file blocks and indirect
1245  * blocks that are pointed to directly by the inode.  Just before the
1246  * "in-core" version of the inode is updated with a newly allocated block
1247  * number, a procedure (below) is called to setup allocation dependency
1248  * structures.  These structures are removed when the corresponding
1249  * dependencies are satisfied or when the block allocation becomes obsolete
1250  * (i.e., the file is deleted, the block is de-allocated, or the block is a
1251  * fragment that gets upgraded).  All of these cases are handled in
1252  * procedures described later.
1253  *
1254  * When a file extension causes a fragment to be upgraded, either to a larger
1255  * fragment or to a full block, the on-disk location may change (if the
1256  * previous fragment could not simply be extended). In this case, the old
1257  * fragment must be de-allocated, but not until after the inode's pointer has
1258  * been updated. In most cases, this is handled by later procedures, which
1259  * will construct a "freefrag" structure to be added to the workitem queue
1260  * when the inode update is complete (or obsolete).  The main exception to
1261  * this is when an allocation occurs while a pending allocation dependency
1262  * (for the same block pointer) remains.  This case is handled in the main
1263  * allocation dependency setup procedure by immediately freeing the
1264  * unreferenced fragments.
1265  *
1266  * Parameters:
1267  *      ip:             inode to which block is being added
1268  *      lbn:            block pointer within inode
1269  *      newblkno:       disk block number being added
1270  *      oldblkno:       previous block number, 0 unless frag
1271  *      newsize:        size of new block
1272  *      oldsize:        size of new block
1273  *      bp:             bp for allocated block
1274  */
1275 void
1276 softdep_setup_allocdirect(struct inode *ip, ufs_lbn_t lbn, ufs_daddr_t newblkno,
1277                           ufs_daddr_t oldblkno, long newsize, long oldsize,
1278                           struct buf *bp)
1279 {
1280         struct allocdirect *adp, *oldadp;
1281         struct allocdirectlst *adphead;
1282         struct bmsafemap *bmsafemap;
1283         struct inodedep *inodedep;
1284         struct pagedep *pagedep;
1285         struct newblk *newblk;
1286
1287         adp = kmalloc(sizeof(struct allocdirect), M_ALLOCDIRECT,
1288                       M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1289         adp->ad_list.wk_type = D_ALLOCDIRECT;
1290         adp->ad_lbn = lbn;
1291         adp->ad_newblkno = newblkno;
1292         adp->ad_oldblkno = oldblkno;
1293         adp->ad_newsize = newsize;
1294         adp->ad_oldsize = oldsize;
1295         adp->ad_state = ATTACHED;
1296         if (newblkno == oldblkno)
1297                 adp->ad_freefrag = NULL;
1298         else
1299                 adp->ad_freefrag = newfreefrag(ip, oldblkno, oldsize);
1300
1301         if (newblk_lookup(ip->i_fs, newblkno, 0, &newblk) == 0)
1302                 panic("softdep_setup_allocdirect: lost block");
1303
1304         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1305         inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, DEPALLOC | NODELAY, &inodedep);
1306         adp->ad_inodedep = inodedep;
1307
1308         if (newblk->nb_state == DEPCOMPLETE) {
1309                 adp->ad_state |= DEPCOMPLETE;
1310                 adp->ad_buf = NULL;
1311         } else {
1312                 bmsafemap = newblk->nb_bmsafemap;
1313                 adp->ad_buf = bmsafemap->sm_buf;
1314                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
1315                 LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_allocdirecthd, adp, ad_deps);
1316         }
1317         LIST_REMOVE(newblk, nb_hash);
1318         kfree(newblk, M_NEWBLK);
1319
1320         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &adp->ad_list);
1321         if (lbn >= NDADDR) {
1322                 /* allocating an indirect block */
1323                 if (oldblkno != 0) {
1324                         panic("softdep_setup_allocdirect: non-zero indir");
1325                 }
1326         } else {
1327                 /*
1328                  * Allocating a direct block.
1329                  *
1330                  * If we are allocating a directory block, then we must
1331                  * allocate an associated pagedep to track additions and
1332                  * deletions.
1333                  */
1334                 if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR &&
1335                     pagedep_lookup(ip, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0) {
1336                         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &pagedep->pd_list);
1337                 }
1338         }
1339         /*
1340          * The list of allocdirects must be kept in sorted and ascending
1341          * order so that the rollback routines can quickly determine the
1342          * first uncommitted block (the size of the file stored on disk
1343          * ends at the end of the lowest committed fragment, or if there
1344          * are no fragments, at the end of the highest committed block).
1345          * Since files generally grow, the typical case is that the new
1346          * block is to be added at the end of the list. We speed this
1347          * special case by checking against the last allocdirect in the
1348          * list before laboriously traversing the list looking for the
1349          * insertion point.
1350          */
1351         adphead = &inodedep->id_newinoupdt;
1352         oldadp = TAILQ_LAST(adphead, allocdirectlst);
1353         if (oldadp == NULL || oldadp->ad_lbn <= lbn) {
1354                 /* insert at end of list */
1355                 TAILQ_INSERT_TAIL(adphead, adp, ad_next);
1356                 if (oldadp != NULL && oldadp->ad_lbn == lbn)
1357                         allocdirect_merge(adphead, adp, oldadp);
1358                 FREE_LOCK(&lk);
1359                 return;
1360         }
1361         TAILQ_FOREACH(oldadp, adphead, ad_next) {
1362                 if (oldadp->ad_lbn >= lbn)
1363                         break;
1364         }
1365         if (oldadp == NULL) {
1366                 panic("softdep_setup_allocdirect: lost entry");
1367         }
1368         /* insert in middle of list */
1369         TAILQ_INSERT_BEFORE(oldadp, adp, ad_next);
1370         if (oldadp->ad_lbn == lbn)
1371                 allocdirect_merge(adphead, adp, oldadp);
1372         FREE_LOCK(&lk);
1373 }
1374
1375 /*
1376  * Replace an old allocdirect dependency with a newer one.
1377  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
1378  *
1379  * Parameters:
1380  *      adphead:        head of list holding allocdirects
1381  *      newadp:         allocdirect being added
1382  *      oldadp:         existing allocdirect being checked
1383  */
1384 static void
1385 allocdirect_merge(struct allocdirectlst *adphead,
1386                   struct allocdirect *newadp,
1387                   struct allocdirect *oldadp)
1388 {
1389         struct freefrag *freefrag;
1390
1391         KKASSERT(lock_held(&lk));
1392
1393         if (newadp->ad_oldblkno != oldadp->ad_newblkno ||
1394             newadp->ad_oldsize != oldadp->ad_newsize ||
1395             newadp->ad_lbn >= NDADDR) {
1396                 panic("allocdirect_check: old %d != new %d || lbn %ld >= %d",
1397                     newadp->ad_oldblkno, oldadp->ad_newblkno, newadp->ad_lbn,
1398                     NDADDR);
1399         }
1400         newadp->ad_oldblkno = oldadp->ad_oldblkno;
1401         newadp->ad_oldsize = oldadp->ad_oldsize;
1402         /*
1403          * If the old dependency had a fragment to free or had never
1404          * previously had a block allocated, then the new dependency
1405          * can immediately post its freefrag and adopt the old freefrag.
1406          * This action is done by swapping the freefrag dependencies.
1407          * The new dependency gains the old one's freefrag, and the
1408          * old one gets the new one and then immediately puts it on
1409          * the worklist when it is freed by free_allocdirect. It is
1410          * not possible to do this swap when the old dependency had a
1411          * non-zero size but no previous fragment to free. This condition
1412          * arises when the new block is an extension of the old block.
1413          * Here, the first part of the fragment allocated to the new
1414          * dependency is part of the block currently claimed on disk by
1415          * the old dependency, so cannot legitimately be freed until the
1416          * conditions for the new dependency are fulfilled.
1417          */
1418         if (oldadp->ad_freefrag != NULL || oldadp->ad_oldblkno == 0) {
1419                 freefrag = newadp->ad_freefrag;
1420                 newadp->ad_freefrag = oldadp->ad_freefrag;
1421                 oldadp->ad_freefrag = freefrag;
1422         }
1423         free_allocdirect(adphead, oldadp, 0);
1424 }
1425
1426 /*
1427  * Allocate a new freefrag structure if needed.
1428  */
1429 static struct freefrag *
1430 newfreefrag(struct inode *ip, ufs_daddr_t blkno, long size)
1431 {
1432         struct freefrag *freefrag;
1433         struct fs *fs;
1434
1435         if (blkno == 0)
1436                 return (NULL);
1437         fs = ip->i_fs;
1438         if (fragnum(fs, blkno) + numfrags(fs, size) > fs->fs_frag)
1439                 panic("newfreefrag: frag size");
1440         freefrag = kmalloc(sizeof(struct freefrag), M_FREEFRAG,
1441                            M_SOFTDEP_FLAGS);
1442         freefrag->ff_list.wk_type = D_FREEFRAG;
1443         freefrag->ff_state = ip->i_uid & ~ONWORKLIST;   /* XXX - used below */
1444         freefrag->ff_inum = ip->i_number;
1445         freefrag->ff_fs = fs;
1446         freefrag->ff_devvp = ip->i_devvp;
1447         freefrag->ff_blkno = blkno;
1448         freefrag->ff_fragsize = size;
1449         return (freefrag);
1450 }
1451
1452 /*
1453  * This workitem de-allocates fragments that were replaced during
1454  * file block allocation.
1455  */
1456 static void
1457 handle_workitem_freefrag(struct freefrag *freefrag)
1458 {
1459         struct inode tip;
1460
1461         tip.i_fs = freefrag->ff_fs;
1462         tip.i_devvp = freefrag->ff_devvp;
1463         tip.i_dev = freefrag->ff_devvp->v_rdev;
1464         tip.i_number = freefrag->ff_inum;
1465         tip.i_uid = freefrag->ff_state & ~ONWORKLIST;   /* XXX - set above */
1466         ffs_blkfree(&tip, freefrag->ff_blkno, freefrag->ff_fragsize);
1467         kfree(freefrag, M_FREEFRAG);
1468 }
1469
1470 /*
1471  * Indirect block allocation dependencies.
1472  *
1473  * The same dependencies that exist for a direct block also exist when
1474  * a new block is allocated and pointed to by an entry in a block of
1475  * indirect pointers. The undo/redo states described above are also
1476  * used here. Because an indirect block contains many pointers that
1477  * may have dependencies, a second copy of the entire in-memory indirect
1478  * block is kept. The buffer cache copy is always completely up-to-date.
1479  * The second copy, which is used only as a source for disk writes,
1480  * contains only the safe pointers (i.e., those that have no remaining
1481  * update dependencies). The second copy is freed when all pointers
1482  * are safe. The cache is not allowed to replace indirect blocks with
1483  * pending update dependencies. If a buffer containing an indirect
1484  * block with dependencies is written, these routines will mark it
1485  * dirty again. It can only be successfully written once all the
1486  * dependencies are removed. The ffs_fsync routine in conjunction with
1487  * softdep_sync_metadata work together to get all the dependencies
1488  * removed so that a file can be successfully written to disk. Three
1489  * procedures are used when setting up indirect block pointer
1490  * dependencies. The division is necessary because of the organization
1491  * of the "balloc" routine and because of the distinction between file
1492  * pages and file metadata blocks.
1493  */
1494
1495 /*
1496  * Allocate a new allocindir structure.
1497  *
1498  * Parameters:
1499  *      ip:             inode for file being extended
1500  *      ptrno:          offset of pointer in indirect block
1501  *      newblkno:       disk block number being added
1502  *      oldblkno:       previous block number, 0 if none
1503  */
1504 static struct allocindir *
1505 newallocindir(struct inode *ip, int ptrno, ufs_daddr_t newblkno,
1506               ufs_daddr_t oldblkno)
1507 {
1508         struct allocindir *aip;
1509
1510         aip = kmalloc(sizeof(struct allocindir), M_ALLOCINDIR,
1511                       M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1512         aip->ai_list.wk_type = D_ALLOCINDIR;
1513         aip->ai_state = ATTACHED;
1514         aip->ai_offset = ptrno;
1515         aip->ai_newblkno = newblkno;
1516         aip->ai_oldblkno = oldblkno;
1517         aip->ai_freefrag = newfreefrag(ip, oldblkno, ip->i_fs->fs_bsize);
1518         return (aip);
1519 }
1520
1521 /*
1522  * Called just before setting an indirect block pointer
1523  * to a newly allocated file page.
1524  *
1525  * Parameters:
1526  *      ip:             inode for file being extended
1527  *      lbn:            allocated block number within file
1528  *      bp:             buffer with indirect blk referencing page
1529  *      ptrno:          offset of pointer in indirect block
1530  *      newblkno:       disk block number being added
1531  *      oldblkno:       previous block number, 0 if none
1532  *      nbp:            buffer holding allocated page
1533  */
1534 void
1535 softdep_setup_allocindir_page(struct inode *ip, ufs_lbn_t lbn,
1536                               struct buf *bp, int ptrno,
1537                               ufs_daddr_t newblkno, ufs_daddr_t oldblkno,
1538                               struct buf *nbp)
1539 {
1540         struct allocindir *aip;
1541         struct pagedep *pagedep;
1542
1543         aip = newallocindir(ip, ptrno, newblkno, oldblkno);
1544         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1545         /*
1546          * If we are allocating a directory page, then we must
1547          * allocate an associated pagedep to track additions and
1548          * deletions.
1549          */
1550         if ((ip->i_mode & IFMT) == IFDIR &&
1551             pagedep_lookup(ip, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
1552                 WORKLIST_INSERT_BP(nbp, &pagedep->pd_list);
1553         WORKLIST_INSERT_BP(nbp, &aip->ai_list);
1554         FREE_LOCK(&lk);
1555         setup_allocindir_phase2(bp, ip, aip);
1556 }
1557
1558 /*
1559  * Called just before setting an indirect block pointer to a
1560  * newly allocated indirect block.
1561  * Parameters:
1562  *      nbp:            newly allocated indirect block
1563  *      ip:             inode for file being extended
1564  *      bp:             indirect block referencing allocated block
1565  *      ptrno:          offset of pointer in indirect block
1566  *      newblkno:       disk block number being added
1567  */
1568 void
1569 softdep_setup_allocindir_meta(struct buf *nbp, struct inode *ip,
1570                               struct buf *bp, int ptrno,
1571                               ufs_daddr_t newblkno)
1572 {
1573         struct allocindir *aip;
1574
1575         aip = newallocindir(ip, ptrno, newblkno, 0);
1576         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1577         WORKLIST_INSERT_BP(nbp, &aip->ai_list);
1578         FREE_LOCK(&lk);
1579         setup_allocindir_phase2(bp, ip, aip);
1580 }
1581
1582 /*
1583  * Called to finish the allocation of the "aip" allocated
1584  * by one of the two routines above.
1585  *
1586  * Parameters:
1587  *      bp:     in-memory copy of the indirect block
1588  *      ip:     inode for file being extended
1589  *      aip:    allocindir allocated by the above routines
1590  */
1591 static void
1592 setup_allocindir_phase2(struct buf *bp, struct inode *ip,
1593                         struct allocindir *aip)
1594 {
1595         struct worklist *wk;
1596         struct indirdep *indirdep, *newindirdep;
1597         struct bmsafemap *bmsafemap;
1598         struct allocindir *oldaip;
1599         struct freefrag *freefrag;
1600         struct newblk *newblk;
1601
1602         if (bp->b_loffset >= 0)
1603                 panic("setup_allocindir_phase2: not indir blk");
1604         for (indirdep = NULL, newindirdep = NULL; ; ) {
1605                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
1606                 LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
1607                         if (wk->wk_type != D_INDIRDEP)
1608                                 continue;
1609                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
1610                         break;
1611                 }
1612                 if (indirdep == NULL && newindirdep) {
1613                         indirdep = newindirdep;
1614                         WORKLIST_INSERT_BP(bp, &indirdep->ir_list);
1615                         newindirdep = NULL;
1616                 }
1617                 FREE_LOCK(&lk);
1618                 if (indirdep) {
1619                         if (newblk_lookup(ip->i_fs, aip->ai_newblkno, 0,
1620                             &newblk) == 0)
1621                                 panic("setup_allocindir: lost block");
1622                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1623                         if (newblk->nb_state == DEPCOMPLETE) {
1624                                 aip->ai_state |= DEPCOMPLETE;
1625                                 aip->ai_buf = NULL;
1626                         } else {
1627                                 bmsafemap = newblk->nb_bmsafemap;
1628                                 aip->ai_buf = bmsafemap->sm_buf;
1629                                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
1630                                 LIST_INSERT_HEAD(&bmsafemap->sm_allocindirhd,
1631                                     aip, ai_deps);
1632                         }
1633                         LIST_REMOVE(newblk, nb_hash);
1634                         kfree(newblk, M_NEWBLK);
1635                         aip->ai_indirdep = indirdep;
1636                         /*
1637                          * Check to see if there is an existing dependency
1638                          * for this block. If there is, merge the old
1639                          * dependency into the new one.
1640                          */
1641                         if (aip->ai_oldblkno == 0)
1642                                 oldaip = NULL;
1643                         else
1644
1645                                 LIST_FOREACH(oldaip, &indirdep->ir_deplisthd, ai_next)
1646                                         if (oldaip->ai_offset == aip->ai_offset)
1647                                                 break;
1648                         if (oldaip != NULL) {
1649                                 if (oldaip->ai_newblkno != aip->ai_oldblkno) {
1650                                         panic("setup_allocindir_phase2: blkno");
1651                                 }
1652                                 aip->ai_oldblkno = oldaip->ai_oldblkno;
1653                                 freefrag = oldaip->ai_freefrag;
1654                                 oldaip->ai_freefrag = aip->ai_freefrag;
1655                                 aip->ai_freefrag = freefrag;
1656                                 free_allocindir(oldaip, NULL);
1657                         }
1658                         LIST_INSERT_HEAD(&indirdep->ir_deplisthd, aip, ai_next);
1659                         ((ufs_daddr_t *)indirdep->ir_savebp->b_data)
1660                             [aip->ai_offset] = aip->ai_oldblkno;
1661                         FREE_LOCK(&lk);
1662                 }
1663                 if (newindirdep) {
1664                         /*
1665                          * Avoid any possibility of data corruption by
1666                          * ensuring that our old version is thrown away.
1667                          */
1668                         newindirdep->ir_savebp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
1669                         brelse(newindirdep->ir_savebp);
1670                         WORKITEM_FREE((caddr_t)newindirdep, D_INDIRDEP);
1671                 }
1672                 if (indirdep)
1673                         break;
1674                 newindirdep = kmalloc(sizeof(struct indirdep), M_INDIRDEP,
1675                                       M_SOFTDEP_FLAGS);
1676                 newindirdep->ir_list.wk_type = D_INDIRDEP;
1677                 newindirdep->ir_state = ATTACHED;
1678                 LIST_INIT(&newindirdep->ir_deplisthd);
1679                 LIST_INIT(&newindirdep->ir_donehd);
1680                 if (bp->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) {
1681                         VOP_BMAP(bp->b_vp, bp->b_bio1.bio_offset,
1682                                  &bp->b_bio2.bio_offset, NULL, NULL,
1683                                  BUF_CMD_WRITE);
1684                 }
1685                 KKASSERT(bp->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET);
1686                 newindirdep->ir_savebp = getblk(ip->i_devvp,
1687                                                 bp->b_bio2.bio_offset,
1688                                                 bp->b_bcount, 0, 0);
1689                 BUF_KERNPROC(newindirdep->ir_savebp);
1690                 bcopy(bp->b_data, newindirdep->ir_savebp->b_data, bp->b_bcount);
1691         }
1692 }
1693
1694 /*
1695  * Block de-allocation dependencies.
1696  *
1697  * When blocks are de-allocated, the on-disk pointers must be nullified before
1698  * the blocks are made available for use by other files.  (The true
1699  * requirement is that old pointers must be nullified before new on-disk
1700  * pointers are set.  We chose this slightly more stringent requirement to
1701  * reduce complexity.) Our implementation handles this dependency by updating
1702  * the inode (or indirect block) appropriately but delaying the actual block
1703  * de-allocation (i.e., freemap and free space count manipulation) until
1704  * after the updated versions reach stable storage.  After the disk is
1705  * updated, the blocks can be safely de-allocated whenever it is convenient.
1706  * This implementation handles only the common case of reducing a file's
1707  * length to zero. Other cases are handled by the conventional synchronous
1708  * write approach.
1709  *
1710  * The ffs implementation with which we worked double-checks
1711  * the state of the block pointers and file size as it reduces
1712  * a file's length.  Some of this code is replicated here in our
1713  * soft updates implementation.  The freeblks->fb_chkcnt field is
1714  * used to transfer a part of this information to the procedure
1715  * that eventually de-allocates the blocks.
1716  *
1717  * This routine should be called from the routine that shortens
1718  * a file's length, before the inode's size or block pointers
1719  * are modified. It will save the block pointer information for
1720  * later release and zero the inode so that the calling routine
1721  * can release it.
1722  */
1723 struct softdep_setup_freeblocks_info {
1724         struct fs *fs;
1725         struct inode *ip;
1726 };
1727
1728 static int softdep_setup_freeblocks_bp(struct buf *bp, void *data);
1729
1730 /*
1731  * Parameters:
1732  *      ip:     The inode whose length is to be reduced
1733  *      length: The new length for the file
1734  */
1735 void
1736 softdep_setup_freeblocks(struct inode *ip, off_t length)
1737 {
1738         struct softdep_setup_freeblocks_info info;
1739         struct freeblks *freeblks;
1740         struct inodedep *inodedep;
1741         struct allocdirect *adp;
1742         struct vnode *vp;
1743         struct buf *bp;
1744         struct fs *fs;
1745         int i, error, delay;
1746         int count;
1747
1748         fs = ip->i_fs;
1749         if (length != 0)
1750                 panic("softde_setup_freeblocks: non-zero length");
1751         freeblks = kmalloc(sizeof(struct freeblks), M_FREEBLKS,
1752                            M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
1753         freeblks->fb_list.wk_type = D_FREEBLKS;
1754         freeblks->fb_state = ATTACHED;
1755         freeblks->fb_uid = ip->i_uid;
1756         freeblks->fb_previousinum = ip->i_number;
1757         freeblks->fb_devvp = ip->i_devvp;
1758         freeblks->fb_fs = fs;
1759         freeblks->fb_oldsize = ip->i_size;
1760         freeblks->fb_newsize = length;
1761         freeblks->fb_chkcnt = ip->i_blocks;
1762         for (i = 0; i < NDADDR; i++) {
1763                 freeblks->fb_dblks[i] = ip->i_db[i];
1764                 ip->i_db[i] = 0;
1765         }
1766         for (i = 0; i < NIADDR; i++) {
1767                 freeblks->fb_iblks[i] = ip->i_ib[i];
1768                 ip->i_ib[i] = 0;
1769         }
1770         ip->i_blocks = 0;
1771         ip->i_size = 0;
1772         /*
1773          * Push the zero'ed inode to to its disk buffer so that we are free
1774          * to delete its dependencies below. Once the dependencies are gone
1775          * the buffer can be safely released.
1776          */
1777         if ((error = bread(ip->i_devvp,
1778                             fsbtodoff(fs, ino_to_fsba(fs, ip->i_number)),
1779             (int)fs->fs_bsize, &bp)) != 0)
1780                 softdep_error("softdep_setup_freeblocks", error);
1781         *((struct ufs1_dinode *)bp->b_data + ino_to_fsbo(fs, ip->i_number)) =
1782             ip->i_din;
1783         /*
1784          * Find and eliminate any inode dependencies.
1785          */
1786         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1787         (void) inodedep_lookup(fs, ip->i_number, DEPALLOC, &inodedep);
1788         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) != 0) {
1789                 panic("softdep_setup_freeblocks: inode busy");
1790         }
1791         /*
1792          * Add the freeblks structure to the list of operations that
1793          * must await the zero'ed inode being written to disk. If we
1794          * still have a bitmap dependency (delay == 0), then the inode
1795          * has never been written to disk, so we can process the
1796          * freeblks below once we have deleted the dependencies.
1797          */
1798         delay = (inodedep->id_state & DEPCOMPLETE);
1799         if (delay)
1800                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &freeblks->fb_list);
1801         /*
1802          * Because the file length has been truncated to zero, any
1803          * pending block allocation dependency structures associated
1804          * with this inode are obsolete and can simply be de-allocated.
1805          * We must first merge the two dependency lists to get rid of
1806          * any duplicate freefrag structures, then purge the merged list.
1807          */
1808         merge_inode_lists(inodedep);
1809         while ((adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt)) != NULL)
1810                 free_allocdirect(&inodedep->id_inoupdt, adp, 1);
1811         FREE_LOCK(&lk);
1812         bdwrite(bp);
1813         /*
1814          * We must wait for any I/O in progress to finish so that
1815          * all potential buffers on the dirty list will be visible.
1816          * Once they are all there, walk the list and get rid of
1817          * any dependencies.
1818          */
1819         vp = ITOV(ip);
1820         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1821         drain_output(vp, 1);
1822
1823         info.fs = fs;
1824         info.ip = ip;
1825         lwkt_gettoken(&vp->v_token);
1826         do {
1827                 count = RB_SCAN(buf_rb_tree, &vp->v_rbdirty_tree, NULL,
1828                                 softdep_setup_freeblocks_bp, &info);
1829         } while (count != 0);
1830         lwkt_reltoken(&vp->v_token);
1831
1832         if (inodedep_lookup(fs, ip->i_number, 0, &inodedep) != 0)
1833                 (void)free_inodedep(inodedep);
1834
1835         if (delay) {
1836                 freeblks->fb_state |= DEPCOMPLETE;
1837                 /*
1838                  * If the inode with zeroed block pointers is now on disk
1839                  * we can start freeing blocks. Add freeblks to the worklist
1840                  * instead of calling  handle_workitem_freeblocks directly as
1841                  * it is more likely that additional IO is needed to complete
1842                  * the request here than in the !delay case.
1843                  */
1844                 if ((freeblks->fb_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE)
1845                         add_to_worklist(&freeblks->fb_list);
1846         }
1847
1848         FREE_LOCK(&lk);
1849         /*
1850          * If the inode has never been written to disk (delay == 0),
1851          * then we can process the freeblks now that we have deleted
1852          * the dependencies.
1853          */
1854         if (!delay)
1855                 handle_workitem_freeblocks(freeblks);
1856 }
1857
1858 static int
1859 softdep_setup_freeblocks_bp(struct buf *bp, void *data)
1860 {
1861         struct softdep_setup_freeblocks_info *info = data;
1862         struct inodedep *inodedep;
1863
1864         if (getdirtybuf(&bp, MNT_WAIT) == 0) {
1865                 kprintf("softdep_setup_freeblocks_bp(1): caught bp %p going away\n", bp);
1866                 return(-1);
1867         }
1868         if (bp->b_vp != ITOV(info->ip) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1869                 kprintf("softdep_setup_freeblocks_bp(2): caught bp %p going away\n", bp);
1870                 BUF_UNLOCK(bp);
1871                 return(-1);
1872         }
1873         (void) inodedep_lookup(info->fs, info->ip->i_number, 0, &inodedep);
1874         deallocate_dependencies(bp, inodedep);
1875         bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
1876         FREE_LOCK(&lk);
1877         brelse(bp);
1878         ACQUIRE_LOCK(&lk);
1879         return(1);
1880 }
1881
1882 /*
1883  * Reclaim any dependency structures from a buffer that is about to
1884  * be reallocated to a new vnode. The buffer must be locked, thus,
1885  * no I/O completion operations can occur while we are manipulating
1886  * its associated dependencies. The mutex is held so that other I/O's
1887  * associated with related dependencies do not occur.
1888  */
1889 static void
1890 deallocate_dependencies(struct buf *bp, struct inodedep *inodedep)
1891 {
1892         struct worklist *wk;
1893         struct indirdep *indirdep;
1894         struct allocindir *aip;
1895         struct pagedep *pagedep;
1896         struct dirrem *dirrem;
1897         struct diradd *dap;
1898         int i;
1899
1900         while ((wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
1901                 switch (wk->wk_type) {
1902
1903                 case D_INDIRDEP:
1904                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
1905                         /*
1906                          * None of the indirect pointers will ever be visible,
1907                          * so they can simply be tossed. GOINGAWAY ensures
1908                          * that allocated pointers will be saved in the buffer
1909                          * cache until they are freed. Note that they will
1910                          * only be able to be found by their physical address
1911                          * since the inode mapping the logical address will
1912                          * be gone. The save buffer used for the safe copy
1913                          * was allocated in setup_allocindir_phase2 using
1914                          * the physical address so it could be used for this
1915                          * purpose. Hence we swap the safe copy with the real
1916                          * copy, allowing the safe copy to be freed and holding
1917                          * on to the real copy for later use in indir_trunc.
1918                          *
1919                          * NOTE: ir_savebp is relative to the block device
1920                          * so b_bio1 contains the device block number.
1921                          */
1922                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) {
1923                                 panic("deallocate_dependencies: already gone");
1924                         }
1925                         indirdep->ir_state |= GOINGAWAY;
1926                         while ((aip = LIST_FIRST(&indirdep->ir_deplisthd)) != NULL)
1927                                 free_allocindir(aip, inodedep);
1928                         if (bp->b_bio1.bio_offset >= 0 ||
1929                             bp->b_bio2.bio_offset != indirdep->ir_savebp->b_bio1.bio_offset) {
1930                                 panic("deallocate_dependencies: not indir");
1931                         }
1932                         bcopy(bp->b_data, indirdep->ir_savebp->b_data,
1933                             bp->b_bcount);
1934                         WORKLIST_REMOVE(wk);
1935                         WORKLIST_INSERT_BP(indirdep->ir_savebp, wk);
1936                         continue;
1937
1938                 case D_PAGEDEP:
1939                         pagedep = WK_PAGEDEP(wk);
1940                         /*
1941                          * None of the directory additions will ever be
1942                          * visible, so they can simply be tossed.
1943                          */
1944                         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
1945                                 while ((dap =
1946                                     LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i])))
1947                                         free_diradd(dap);
1948                         while ((dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd)) != NULL)
1949                                 free_diradd(dap);
1950                         /*
1951                          * Copy any directory remove dependencies to the list
1952                          * to be processed after the zero'ed inode is written.
1953                          * If the inode has already been written, then they
1954                          * can be dumped directly onto the work list.
1955                          */
1956                         LIST_FOREACH(dirrem, &pagedep->pd_dirremhd, dm_next) {
1957                                 LIST_REMOVE(dirrem, dm_next);
1958                                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
1959                                 if (inodedep == NULL ||
1960                                     (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) ==
1961                                      ALLCOMPLETE)
1962                                         add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
1963                                 else
1964                                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,
1965                                             &dirrem->dm_list);
1966                         }
1967                         WORKLIST_REMOVE(&pagedep->pd_list);
1968                         LIST_REMOVE(pagedep, pd_hash);
1969                         WORKITEM_FREE(pagedep, D_PAGEDEP);
1970                         continue;
1971
1972                 case D_ALLOCINDIR:
1973                         free_allocindir(WK_ALLOCINDIR(wk), inodedep);
1974                         continue;
1975
1976                 case D_ALLOCDIRECT:
1977                 case D_INODEDEP:
1978                         panic("deallocate_dependencies: Unexpected type %s",
1979                             TYPENAME(wk->wk_type));
1980                         /* NOTREACHED */
1981
1982                 default:
1983                         panic("deallocate_dependencies: Unknown type %s",
1984                             TYPENAME(wk->wk_type));
1985                         /* NOTREACHED */
1986                 }
1987         }
1988 }
1989
1990 /*
1991  * Free an allocdirect. Generate a new freefrag work request if appropriate.
1992  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
1993  */
1994 static void
1995 free_allocdirect(struct allocdirectlst *adphead,
1996                  struct allocdirect *adp, int delay)
1997 {
1998         KKASSERT(lock_held(&lk));
1999
2000         if ((adp->ad_state & DEPCOMPLETE) == 0)
2001                 LIST_REMOVE(adp, ad_deps);
2002         TAILQ_REMOVE(adphead, adp, ad_next);
2003         if ((adp->ad_state & COMPLETE) == 0)
2004                 WORKLIST_REMOVE(&adp->ad_list);
2005         if (adp->ad_freefrag != NULL) {
2006                 if (delay)
2007                         WORKLIST_INSERT(&adp->ad_inodedep->id_bufwait,
2008                             &adp->ad_freefrag->ff_list);
2009                 else
2010                         add_to_worklist(&adp->ad_freefrag->ff_list);
2011         }
2012         WORKITEM_FREE(adp, D_ALLOCDIRECT);
2013 }
2014
2015 /*
2016  * Prepare an inode to be freed. The actual free operation is not
2017  * done until the zero'ed inode has been written to disk.
2018  */
2019 void
2020 softdep_freefile(struct vnode *pvp, ino_t ino, int mode)
2021 {
2022         struct inode *ip = VTOI(pvp);
2023         struct inodedep *inodedep;
2024         struct freefile *freefile;
2025
2026         /*
2027          * This sets up the inode de-allocation dependency.
2028          */
2029         freefile = kmalloc(sizeof(struct freefile), M_FREEFILE,
2030                            M_SOFTDEP_FLAGS);
2031         freefile->fx_list.wk_type = D_FREEFILE;
2032         freefile->fx_list.wk_state = 0;
2033         freefile->fx_mode = mode;
2034         freefile->fx_oldinum = ino;
2035         freefile->fx_devvp = ip->i_devvp;
2036         freefile->fx_fs = ip->i_fs;
2037
2038         /*
2039          * If the inodedep does not exist, then the zero'ed inode has
2040          * been written to disk. If the allocated inode has never been
2041          * written to disk, then the on-disk inode is zero'ed. In either
2042          * case we can free the file immediately.
2043          */
2044         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2045         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ino, 0, &inodedep) == 0 ||
2046             check_inode_unwritten(inodedep)) {
2047                 FREE_LOCK(&lk);
2048                 handle_workitem_freefile(freefile);
2049                 return;
2050         }
2051         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_inowait, &freefile->fx_list);
2052         FREE_LOCK(&lk);
2053 }
2054
2055 /*
2056  * Check to see if an inode has never been written to disk. If
2057  * so free the inodedep and return success, otherwise return failure.
2058  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
2059  *
2060  * If we still have a bitmap dependency, then the inode has never
2061  * been written to disk. Drop the dependency as it is no longer
2062  * necessary since the inode is being deallocated. We set the
2063  * ALLCOMPLETE flags since the bitmap now properly shows that the
2064  * inode is not allocated. Even if the inode is actively being
2065  * written, it has been rolled back to its zero'ed state, so we
2066  * are ensured that a zero inode is what is on the disk. For short
2067  * lived files, this change will usually result in removing all the
2068  * dependencies from the inode so that it can be freed immediately.
2069  */
2070 static int
2071 check_inode_unwritten(struct inodedep *inodedep)
2072 {
2073
2074         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) != 0 ||
2075             LIST_FIRST(&inodedep->id_pendinghd) != NULL ||
2076             LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait) != NULL ||
2077             LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait) != NULL ||
2078             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL ||
2079             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt) != NULL ||
2080             inodedep->id_nlinkdelta != 0)
2081                 return (0);
2082
2083         /*
2084          * Another process might be in initiate_write_inodeblock
2085          * trying to allocate memory without holding "Softdep Lock".
2086          */
2087         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) != 0 &&
2088             inodedep->id_savedino == NULL)
2089                 return(0);
2090
2091         inodedep->id_state |= ALLCOMPLETE;
2092         LIST_REMOVE(inodedep, id_deps);
2093         inodedep->id_buf = NULL;
2094         if (inodedep->id_state & ONWORKLIST)
2095                 WORKLIST_REMOVE(&inodedep->id_list);
2096         if (inodedep->id_savedino != NULL) {
2097                 kfree(inodedep->id_savedino, M_INODEDEP);
2098                 inodedep->id_savedino = NULL;
2099         }
2100         if (free_inodedep(inodedep) == 0) {
2101                 panic("check_inode_unwritten: busy inode");
2102         }
2103         return (1);
2104 }
2105
2106 /*
2107  * Try to free an inodedep structure. Return 1 if it could be freed.
2108  */
2109 static int
2110 free_inodedep(struct inodedep *inodedep)
2111 {
2112
2113         if ((inodedep->id_state & ONWORKLIST) != 0 ||
2114             (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE ||
2115             LIST_FIRST(&inodedep->id_pendinghd) != NULL ||
2116             LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait) != NULL ||
2117             LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait) != NULL ||
2118             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL ||
2119             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt) != NULL ||
2120             inodedep->id_nlinkdelta != 0 || inodedep->id_savedino != NULL)
2121                 return (0);
2122         LIST_REMOVE(inodedep, id_hash);
2123         WORKITEM_FREE(inodedep, D_INODEDEP);
2124         num_inodedep -= 1;
2125         return (1);
2126 }
2127
2128 /*
2129  * This workitem routine performs the block de-allocation.
2130  * The workitem is added to the pending list after the updated
2131  * inode block has been written to disk.  As mentioned above,
2132  * checks regarding the number of blocks de-allocated (compared
2133  * to the number of blocks allocated for the file) are also
2134  * performed in this function.
2135  */
2136 static void
2137 handle_workitem_freeblocks(struct freeblks *freeblks)
2138 {
2139         struct inode tip;
2140         ufs_daddr_t bn;
2141         struct fs *fs;
2142         int i, level, bsize;
2143         long nblocks, blocksreleased = 0;
2144         int error, allerror = 0;
2145         ufs_lbn_t baselbns[NIADDR], tmpval;
2146
2147         tip.i_number = freeblks->fb_previousinum;
2148         tip.i_devvp = freeblks->fb_devvp;
2149         tip.i_dev = freeblks->fb_devvp->v_rdev;
2150         tip.i_fs = freeblks->fb_fs;
2151         tip.i_size = freeblks->fb_oldsize;
2152         tip.i_uid = freeblks->fb_uid;
2153         fs = freeblks->fb_fs;
2154         tmpval = 1;
2155         baselbns[0] = NDADDR;
2156         for (i = 1; i < NIADDR; i++) {
2157                 tmpval *= NINDIR(fs);
2158                 baselbns[i] = baselbns[i - 1] + tmpval;
2159         }
2160         nblocks = btodb(fs->fs_bsize);
2161         blocksreleased = 0;
2162         /*
2163          * Indirect blocks first.
2164          */
2165         for (level = (NIADDR - 1); level >= 0; level--) {
2166                 if ((bn = freeblks->fb_iblks[level]) == 0)
2167                         continue;
2168                 if ((error = indir_trunc(&tip, fsbtodoff(fs, bn), level,
2169                     baselbns[level], &blocksreleased)) == 0)
2170                         allerror = error;
2171                 ffs_blkfree(&tip, bn, fs->fs_bsize);
2172                 blocksreleased += nblocks;
2173         }
2174         /*
2175          * All direct blocks or frags.
2176          */
2177         for (i = (NDADDR - 1); i >= 0; i--) {
2178                 if ((bn = freeblks->fb_dblks[i]) == 0)
2179                         continue;
2180                 bsize = blksize(fs, &tip, i);
2181                 ffs_blkfree(&tip, bn, bsize);
2182                 blocksreleased += btodb(bsize);
2183         }
2184
2185 #ifdef DIAGNOSTIC
2186         if (freeblks->fb_chkcnt != blocksreleased)
2187                 kprintf("handle_workitem_freeblocks: block count\n");
2188         if (allerror)
2189                 softdep_error("handle_workitem_freeblks", allerror);
2190 #endif /* DIAGNOSTIC */
2191         WORKITEM_FREE(freeblks, D_FREEBLKS);
2192 }
2193
2194 /*
2195  * Release blocks associated with the inode ip and stored in the indirect
2196  * block at doffset. If level is greater than SINGLE, the block is an
2197  * indirect block and recursive calls to indirtrunc must be used to
2198  * cleanse other indirect blocks.
2199  */
2200 static int
2201 indir_trunc(struct inode *ip, off_t doffset, int level, ufs_lbn_t lbn,
2202             long *countp)
2203 {
2204         struct buf *bp;
2205         ufs_daddr_t *bap;
2206         ufs_daddr_t nb;
2207         struct fs *fs;
2208         struct worklist *wk;
2209         struct indirdep *indirdep;
2210         int i, lbnadd, nblocks;
2211         int error, allerror = 0;
2212
2213         fs = ip->i_fs;
2214         lbnadd = 1;
2215         for (i = level; i > 0; i--)
2216                 lbnadd *= NINDIR(fs);
2217         /*
2218          * Get buffer of block pointers to be freed. This routine is not
2219          * called until the zero'ed inode has been written, so it is safe
2220          * to free blocks as they are encountered. Because the inode has
2221          * been zero'ed, calls to bmap on these blocks will fail. So, we
2222          * have to use the on-disk address and the block device for the
2223          * filesystem to look them up. If the file was deleted before its
2224          * indirect blocks were all written to disk, the routine that set
2225          * us up (deallocate_dependencies) will have arranged to leave
2226          * a complete copy of the indirect block in memory for our use.
2227          * Otherwise we have to read the blocks in from the disk.
2228          */
2229         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2230         if ((bp = findblk(ip->i_devvp, doffset, FINDBLK_TEST)) != NULL &&
2231             (wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
2232                 /*
2233                  * bp must be ir_savebp, which is held locked for our use.
2234                  */
2235                 if (wk->wk_type != D_INDIRDEP ||
2236                     (indirdep = WK_INDIRDEP(wk))->ir_savebp != bp ||
2237                     (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) == 0) {
2238                         panic("indir_trunc: lost indirdep");
2239                 }
2240                 WORKLIST_REMOVE(wk);
2241                 WORKITEM_FREE(indirdep, D_INDIRDEP);
2242                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
2243                         panic("indir_trunc: dangling dep");
2244                 }
2245                 FREE_LOCK(&lk);
2246         } else {
2247                 FREE_LOCK(&lk);
2248                 error = bread(ip->i_devvp, doffset, (int)fs->fs_bsize, &bp);
2249                 if (error)
2250                         return (error);
2251         }
2252         /*
2253          * Recursively free indirect blocks.
2254          */
2255         bap = (ufs_daddr_t *)bp->b_data;
2256         nblocks = btodb(fs->fs_bsize);
2257         for (i = NINDIR(fs) - 1; i >= 0; i--) {
2258                 if ((nb = bap[i]) == 0)
2259                         continue;
2260                 if (level != 0) {
2261                         if ((error = indir_trunc(ip, fsbtodoff(fs, nb),
2262                              level - 1, lbn + (i * lbnadd), countp)) != 0)
2263                                 allerror = error;
2264                 }
2265                 ffs_blkfree(ip, nb, fs->fs_bsize);
2266                 *countp += nblocks;
2267         }
2268         bp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
2269         brelse(bp);
2270         return (allerror);
2271 }
2272
2273 /*
2274  * Free an allocindir.
2275  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
2276  */
2277 static void
2278 free_allocindir(struct allocindir *aip, struct inodedep *inodedep)
2279 {
2280         struct freefrag *freefrag;
2281
2282         KKASSERT(lock_held(&lk));
2283
2284         if ((aip->ai_state & DEPCOMPLETE) == 0)
2285                 LIST_REMOVE(aip, ai_deps);
2286         if (aip->ai_state & ONWORKLIST)
2287                 WORKLIST_REMOVE(&aip->ai_list);
2288         LIST_REMOVE(aip, ai_next);
2289         if ((freefrag = aip->ai_freefrag) != NULL) {
2290                 if (inodedep == NULL)
2291                         add_to_worklist(&freefrag->ff_list);
2292                 else
2293                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,
2294                             &freefrag->ff_list);
2295         }
2296         WORKITEM_FREE(aip, D_ALLOCINDIR);
2297 }
2298
2299 /*
2300  * Directory entry addition dependencies.
2301  *
2302  * When adding a new directory entry, the inode (with its incremented link
2303  * count) must be written to disk before the directory entry's pointer to it.
2304  * Also, if the inode is newly allocated, the corresponding freemap must be
2305  * updated (on disk) before the directory entry's pointer. These requirements
2306  * are met via undo/redo on the directory entry's pointer, which consists
2307  * simply of the inode number.
2308  *
2309  * As directory entries are added and deleted, the free space within a
2310  * directory block can become fragmented.  The ufs filesystem will compact
2311  * a fragmented directory block to make space for a new entry. When this
2312  * occurs, the offsets of previously added entries change. Any "diradd"
2313  * dependency structures corresponding to these entries must be updated with
2314  * the new offsets.
2315  */
2316
2317 /*
2318  * This routine is called after the in-memory inode's link
2319  * count has been incremented, but before the directory entry's
2320  * pointer to the inode has been set.
2321  *
2322  * Parameters:
2323  *      bp:             buffer containing directory block
2324  *      dp:             inode for directory
2325  *      diroffset:      offset of new entry in directory
2326  *      newinum:        inode referenced by new directory entry
2327  *      newdirbp:       non-NULL => contents of new mkdir
2328  */
2329 void
2330 softdep_setup_directory_add(struct buf *bp, struct inode *dp, off_t diroffset,
2331                             ino_t newinum, struct buf *newdirbp)
2332 {
2333         int offset;             /* offset of new entry within directory block */
2334         ufs_lbn_t lbn;          /* block in directory containing new entry */
2335         struct fs *fs;
2336         struct diradd *dap;
2337         struct pagedep *pagedep;
2338         struct inodedep *inodedep;
2339         struct mkdir *mkdir1, *mkdir2;
2340
2341         /*
2342          * Whiteouts have no dependencies.
2343          */
2344         if (newinum == WINO) {
2345                 if (newdirbp != NULL)
2346                         bdwrite(newdirbp);
2347                 return;
2348         }
2349
2350         fs = dp->i_fs;
2351         lbn = lblkno(fs, diroffset);
2352         offset = blkoff(fs, diroffset);
2353         dap = kmalloc(sizeof(struct diradd), M_DIRADD,
2354                       M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
2355         dap->da_list.wk_type = D_DIRADD;
2356         dap->da_offset = offset;
2357         dap->da_newinum = newinum;
2358         dap->da_state = ATTACHED;
2359         if (newdirbp == NULL) {
2360                 dap->da_state |= DEPCOMPLETE;
2361                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2362         } else {
2363                 dap->da_state |= MKDIR_BODY | MKDIR_PARENT;
2364                 mkdir1 = kmalloc(sizeof(struct mkdir), M_MKDIR,
2365                                  M_SOFTDEP_FLAGS);
2366                 mkdir1->md_list.wk_type = D_MKDIR;
2367                 mkdir1->md_state = MKDIR_BODY;
2368                 mkdir1->md_diradd = dap;
2369                 mkdir2 = kmalloc(sizeof(struct mkdir), M_MKDIR,
2370                                  M_SOFTDEP_FLAGS);
2371                 mkdir2->md_list.wk_type = D_MKDIR;
2372                 mkdir2->md_state = MKDIR_PARENT;
2373                 mkdir2->md_diradd = dap;
2374                 /*
2375                  * Dependency on "." and ".." being written to disk.
2376                  */
2377                 mkdir1->md_buf = newdirbp;
2378                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2379                 LIST_INSERT_HEAD(&mkdirlisthd, mkdir1, md_mkdirs);
2380                 WORKLIST_INSERT_BP(newdirbp, &mkdir1->md_list);
2381                 FREE_LOCK(&lk);
2382                 bdwrite(newdirbp);
2383                 /*
2384                  * Dependency on link count increase for parent directory
2385                  */
2386                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2387                 if (inodedep_lookup(dp->i_fs, dp->i_number, 0, &inodedep) == 0
2388                     || (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
2389                         dap->da_state &= ~MKDIR_PARENT;
2390                         WORKITEM_FREE(mkdir2, D_MKDIR);
2391                 } else {
2392                         LIST_INSERT_HEAD(&mkdirlisthd, mkdir2, md_mkdirs);
2393                         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait,&mkdir2->md_list);
2394                 }
2395         }
2396         /*
2397          * Link into parent directory pagedep to await its being written.
2398          */
2399         if (pagedep_lookup(dp, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
2400                 WORKLIST_INSERT_BP(bp, &pagedep->pd_list);
2401         dap->da_pagedep = pagedep;
2402         LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)], dap,
2403             da_pdlist);
2404         /*
2405          * Link into its inodedep. Put it on the id_bufwait list if the inode
2406          * is not yet written. If it is written, do the post-inode write
2407          * processing to put it on the id_pendinghd list.
2408          */
2409         (void) inodedep_lookup(fs, newinum, DEPALLOC, &inodedep);
2410         if ((inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE)
2411                 diradd_inode_written(dap, inodedep);
2412         else
2413                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &dap->da_list);
2414         FREE_LOCK(&lk);
2415 }
2416
2417 /*
2418  * This procedure is called to change the offset of a directory
2419  * entry when compacting a directory block which must be owned
2420  * exclusively by the caller. Note that the actual entry movement
2421  * must be done in this procedure to ensure that no I/O completions
2422  * occur while the move is in progress.
2423  *
2424  * Parameters:
2425  *      dp:     inode for directory
2426  *      base:           address of dp->i_offset
2427  *      oldloc:         address of old directory location
2428  *      newloc:         address of new directory location
2429  *      entrysize:      size of directory entry
2430  */
2431 void
2432 softdep_change_directoryentry_offset(struct inode *dp, caddr_t base,
2433                                      caddr_t oldloc, caddr_t newloc,
2434                                      int entrysize)
2435 {
2436         int offset, oldoffset, newoffset;
2437         struct pagedep *pagedep;
2438         struct diradd *dap;
2439         ufs_lbn_t lbn;
2440
2441         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2442         lbn = lblkno(dp->i_fs, dp->i_offset);
2443         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2444         if (pagedep_lookup(dp, lbn, 0, &pagedep) == 0)
2445                 goto done;
2446         oldoffset = offset + (oldloc - base);
2447         newoffset = offset + (newloc - base);
2448
2449         LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(oldoffset)], da_pdlist) {
2450                 if (dap->da_offset != oldoffset)
2451                         continue;
2452                 dap->da_offset = newoffset;
2453                 if (DIRADDHASH(newoffset) == DIRADDHASH(oldoffset))
2454                         break;
2455                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
2456                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(newoffset)],
2457                     dap, da_pdlist);
2458                 break;
2459         }
2460         if (dap == NULL) {
2461
2462                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_pendinghd, da_pdlist) {
2463                         if (dap->da_offset == oldoffset) {
2464                                 dap->da_offset = newoffset;
2465                                 break;
2466                         }
2467                 }
2468         }
2469 done:
2470         bcopy(oldloc, newloc, entrysize);
2471         FREE_LOCK(&lk);
2472 }
2473
2474 /*
2475  * Free a diradd dependency structure. This routine must be called
2476  * with splbio interrupts blocked.
2477  */
2478 static void
2479 free_diradd(struct diradd *dap)
2480 {
2481         struct dirrem *dirrem;
2482         struct pagedep *pagedep;
2483         struct inodedep *inodedep;
2484         struct mkdir *mkdir, *nextmd;
2485
2486         KKASSERT(lock_held(&lk));
2487
2488         WORKLIST_REMOVE(&dap->da_list);
2489         LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
2490         if ((dap->da_state & DIRCHG) == 0) {
2491                 pagedep = dap->da_pagedep;
2492         } else {
2493                 dirrem = dap->da_previous;
2494                 pagedep = dirrem->dm_pagedep;
2495                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2496                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2497         }
2498         if (inodedep_lookup(VFSTOUFS(pagedep->pd_mnt)->um_fs, dap->da_newinum,
2499             0, &inodedep) != 0)
2500                 (void) free_inodedep(inodedep);
2501         if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) != 0) {
2502                 for (mkdir = LIST_FIRST(&mkdirlisthd); mkdir; mkdir = nextmd) {
2503                         nextmd = LIST_NEXT(mkdir, md_mkdirs);
2504                         if (mkdir->md_diradd != dap)
2505                                 continue;
2506                         dap->da_state &= ~mkdir->md_state;
2507                         WORKLIST_REMOVE(&mkdir->md_list);
2508                         LIST_REMOVE(mkdir, md_mkdirs);
2509                         WORKITEM_FREE(mkdir, D_MKDIR);
2510                 }
2511                 if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) != 0) {
2512                         panic("free_diradd: unfound ref");
2513                 }
2514         }
2515         WORKITEM_FREE(dap, D_DIRADD);
2516 }
2517
2518 /*
2519  * Directory entry removal dependencies.
2520  *
2521  * When removing a directory entry, the entry's inode pointer must be
2522  * zero'ed on disk before the corresponding inode's link count is decremented
2523  * (possibly freeing the inode for re-use). This dependency is handled by
2524  * updating the directory entry but delaying the inode count reduction until
2525  * after the directory block has been written to disk. After this point, the
2526  * inode count can be decremented whenever it is convenient.
2527  */
2528
2529 /*
2530  * This routine should be called immediately after removing
2531  * a directory entry.  The inode's link count should not be
2532  * decremented by the calling procedure -- the soft updates
2533  * code will do this task when it is safe.
2534  *
2535  * Parameters:
2536  *      bp:             buffer containing directory block
2537  *      dp:             inode for the directory being modified
2538  *      ip:             inode for directory entry being removed
2539  *      isrmdir:        indicates if doing RMDIR
2540  */
2541 void
2542 softdep_setup_remove(struct buf *bp, struct inode *dp, struct inode *ip,
2543                      int isrmdir)
2544 {
2545         struct dirrem *dirrem, *prevdirrem;
2546
2547         /*
2548          * Allocate a new dirrem if appropriate and ACQUIRE_LOCK.
2549          */
2550         dirrem = newdirrem(bp, dp, ip, isrmdir, &prevdirrem);
2551
2552         /*
2553          * If the COMPLETE flag is clear, then there were no active
2554          * entries and we want to roll back to a zeroed entry until
2555          * the new inode is committed to disk. If the COMPLETE flag is
2556          * set then we have deleted an entry that never made it to
2557          * disk. If the entry we deleted resulted from a name change,
2558          * then the old name still resides on disk. We cannot delete
2559          * its inode (returned to us in prevdirrem) until the zeroed
2560          * directory entry gets to disk. The new inode has never been
2561          * referenced on the disk, so can be deleted immediately.
2562          */
2563         if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2564                 LIST_INSERT_HEAD(&dirrem->dm_pagedep->pd_dirremhd, dirrem,
2565                     dm_next);
2566                 FREE_LOCK(&lk);
2567         } else {
2568                 if (prevdirrem != NULL)
2569                         LIST_INSERT_HEAD(&dirrem->dm_pagedep->pd_dirremhd,
2570                             prevdirrem, dm_next);
2571                 dirrem->dm_dirinum = dirrem->dm_pagedep->pd_ino;
2572                 FREE_LOCK(&lk);
2573                 handle_workitem_remove(dirrem);
2574         }
2575 }
2576
2577 /*
2578  * Allocate a new dirrem if appropriate and return it along with
2579  * its associated pagedep. Called without a lock, returns with lock.
2580  */
2581 static long num_dirrem;         /* number of dirrem allocated */
2582
2583 /*
2584  * Parameters:
2585  *      bp:             buffer containing directory block
2586  *      dp:             inode for the directory being modified
2587  *      ip:             inode for directory entry being removed
2588  *      isrmdir:        indicates if doing RMDIR
2589  *      prevdirremp:    previously referenced inode, if any
2590  */
2591 static struct dirrem *
2592 newdirrem(struct buf *bp, struct inode *dp, struct inode *ip,
2593           int isrmdir, struct dirrem **prevdirremp)
2594 {
2595         int offset;
2596         ufs_lbn_t lbn;
2597         struct diradd *dap;
2598         struct dirrem *dirrem;
2599         struct pagedep *pagedep;
2600
2601         /*
2602          * Whiteouts have no deletion dependencies.
2603          */
2604         if (ip == NULL)
2605                 panic("newdirrem: whiteout");
2606         /*
2607          * If we are over our limit, try to improve the situation.
2608          * Limiting the number of dirrem structures will also limit
2609          * the number of freefile and freeblks structures.
2610          */
2611         if (num_dirrem > max_softdeps / 4)
2612                 speedup_syncer(NULL);
2613         if (num_dirrem > max_softdeps / 2) {
2614                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
2615                 request_cleanup(FLUSH_REMOVE);
2616                 FREE_LOCK(&lk);
2617         }
2618
2619         num_dirrem += 1;
2620         dirrem = kmalloc(sizeof(struct dirrem), M_DIRREM,
2621                          M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
2622         dirrem->dm_list.wk_type = D_DIRREM;
2623         dirrem->dm_state = isrmdir ? RMDIR : 0;
2624         dirrem->dm_mnt = ITOV(ip)->v_mount;
2625         dirrem->dm_oldinum = ip->i_number;
2626         *prevdirremp = NULL;
2627
2628         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2629         lbn = lblkno(dp->i_fs, dp->i_offset);
2630         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2631         if (pagedep_lookup(dp, lbn, DEPALLOC, &pagedep) == 0)
2632                 WORKLIST_INSERT_BP(bp, &pagedep->pd_list);
2633         dirrem->dm_pagedep = pagedep;
2634         /*
2635          * Check for a diradd dependency for the same directory entry.
2636          * If present, then both dependencies become obsolete and can
2637          * be de-allocated. Check for an entry on both the pd_dirraddhd
2638          * list and the pd_pendinghd list.
2639          */
2640
2641         LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)], da_pdlist)
2642                 if (dap->da_offset == offset)
2643                         break;
2644         if (dap == NULL) {
2645
2646                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_pendinghd, da_pdlist)
2647                         if (dap->da_offset == offset)
2648                                 break;
2649                 if (dap == NULL)
2650                         return (dirrem);
2651         }
2652         /*
2653          * Must be ATTACHED at this point.
2654          */
2655         if ((dap->da_state & ATTACHED) == 0) {
2656                 panic("newdirrem: not ATTACHED");
2657         }
2658         if (dap->da_newinum != ip->i_number) {
2659                 panic("newdirrem: inum %"PRId64" should be %"PRId64,
2660                     ip->i_number, dap->da_newinum);
2661         }
2662         /*
2663          * If we are deleting a changed name that never made it to disk,
2664          * then return the dirrem describing the previous inode (which
2665          * represents the inode currently referenced from this entry on disk).
2666          */
2667         if ((dap->da_state & DIRCHG) != 0) {
2668                 *prevdirremp = dap->da_previous;
2669                 dap->da_state &= ~DIRCHG;
2670                 dap->da_pagedep = pagedep;
2671         }
2672         /*
2673          * We are deleting an entry that never made it to disk.
2674          * Mark it COMPLETE so we can delete its inode immediately.
2675          */
2676         dirrem->dm_state |= COMPLETE;
2677         free_diradd(dap);
2678         return (dirrem);
2679 }
2680
2681 /*
2682  * Directory entry change dependencies.
2683  *
2684  * Changing an existing directory entry requires that an add operation
2685  * be completed first followed by a deletion. The semantics for the addition
2686  * are identical to the description of adding a new entry above except
2687  * that the rollback is to the old inode number rather than zero. Once
2688  * the addition dependency is completed, the removal is done as described
2689  * in the removal routine above.
2690  */
2691
2692 /*
2693  * This routine should be called immediately after changing
2694  * a directory entry.  The inode's link count should not be
2695  * decremented by the calling procedure -- the soft updates
2696  * code will perform this task when it is safe.
2697  *
2698  * Parameters:
2699  *      bp:             buffer containing directory block
2700  *      dp:             inode for the directory being modified
2701  *      ip:             inode for directory entry being removed
2702  *      newinum:        new inode number for changed entry
2703  *      isrmdir:        indicates if doing RMDIR
2704  */
2705 void
2706 softdep_setup_directory_change(struct buf *bp, struct inode *dp,
2707                                struct inode *ip, ino_t newinum,
2708                                int isrmdir)
2709 {
2710         int offset;
2711         struct diradd *dap = NULL;
2712         struct dirrem *dirrem, *prevdirrem;
2713         struct pagedep *pagedep;
2714         struct inodedep *inodedep;
2715
2716         offset = blkoff(dp->i_fs, dp->i_offset);
2717
2718         /*
2719          * Whiteouts do not need diradd dependencies.
2720          */
2721         if (newinum != WINO) {
2722                 dap = kmalloc(sizeof(struct diradd), M_DIRADD,
2723                               M_SOFTDEP_FLAGS | M_ZERO);
2724                 dap->da_list.wk_type = D_DIRADD;
2725                 dap->da_state = DIRCHG | ATTACHED | DEPCOMPLETE;
2726                 dap->da_offset = offset;
2727                 dap->da_newinum = newinum;
2728         }
2729
2730         /*
2731          * Allocate a new dirrem and ACQUIRE_LOCK.
2732          */
2733         dirrem = newdirrem(bp, dp, ip, isrmdir, &prevdirrem);
2734         pagedep = dirrem->dm_pagedep;
2735         /*
2736          * The possible values for isrmdir:
2737          *      0 - non-directory file rename
2738          *      1 - directory rename within same directory
2739          *   inum - directory rename to new directory of given inode number
2740          * When renaming to a new directory, we are both deleting and
2741          * creating a new directory entry, so the link count on the new
2742          * directory should not change. Thus we do not need the followup
2743          * dirrem which is usually done in handle_workitem_remove. We set
2744          * the DIRCHG flag to tell handle_workitem_remove to skip the
2745          * followup dirrem.
2746          */
2747         if (isrmdir > 1)
2748                 dirrem->dm_state |= DIRCHG;
2749
2750         /*
2751          * Whiteouts have no additional dependencies,
2752          * so just put the dirrem on the correct list.
2753          */
2754         if (newinum == WINO) {
2755                 if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2756                         LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_dirremhd, dirrem,
2757                             dm_next);
2758                 } else {
2759                         dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2760                         add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2761                 }
2762                 FREE_LOCK(&lk);
2763                 return;
2764         }
2765
2766         /*
2767          * If the COMPLETE flag is clear, then there were no active
2768          * entries and we want to roll back to the previous inode until
2769          * the new inode is committed to disk. If the COMPLETE flag is
2770          * set, then we have deleted an entry that never made it to disk.
2771          * If the entry we deleted resulted from a name change, then the old
2772          * inode reference still resides on disk. Any rollback that we do
2773          * needs to be to that old inode (returned to us in prevdirrem). If
2774          * the entry we deleted resulted from a create, then there is
2775          * no entry on the disk, so we want to roll back to zero rather
2776          * than the uncommitted inode. In either of the COMPLETE cases we
2777          * want to immediately free the unwritten and unreferenced inode.
2778          */
2779         if ((dirrem->dm_state & COMPLETE) == 0) {
2780                 dap->da_previous = dirrem;
2781         } else {
2782                 if (prevdirrem != NULL) {
2783                         dap->da_previous = prevdirrem;
2784                 } else {
2785                         dap->da_state &= ~DIRCHG;
2786                         dap->da_pagedep = pagedep;
2787                 }
2788                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
2789                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
2790         }
2791         /*
2792          * Link into its inodedep. Put it on the id_bufwait list if the inode
2793          * is not yet written. If it is written, do the post-inode write
2794          * processing to put it on the id_pendinghd list.
2795          */
2796         if (inodedep_lookup(dp->i_fs, newinum, DEPALLOC, &inodedep) == 0 ||
2797             (inodedep->id_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
2798                 dap->da_state |= COMPLETE;
2799                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
2800                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_pendinghd, &dap->da_list);
2801         } else {
2802                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_diraddhd[DIRADDHASH(offset)],
2803                     dap, da_pdlist);
2804                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, &dap->da_list);
2805         }
2806         FREE_LOCK(&lk);
2807 }
2808
2809 /*
2810  * Called whenever the link count on an inode is changed.
2811  * It creates an inode dependency so that the new reference(s)
2812  * to the inode cannot be committed to disk until the updated
2813  * inode has been written.
2814  *
2815  * Parameters:
2816  *      ip:     the inode with the increased link count
2817  */
2818 void
2819 softdep_change_linkcnt(struct inode *ip)
2820 {
2821         struct inodedep *inodedep;
2822
2823         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2824         (void) inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, DEPALLOC, &inodedep);
2825         if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2826                 panic("softdep_change_linkcnt: bad delta");
2827         }
2828         inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2829         FREE_LOCK(&lk);
2830 }
2831
2832 /*
2833  * This workitem decrements the inode's link count.
2834  * If the link count reaches zero, the file is removed.
2835  */
2836 static void
2837 handle_workitem_remove(struct dirrem *dirrem)
2838 {
2839         struct inodedep *inodedep;
2840         struct vnode *vp;
2841         struct inode *ip;
2842         ino_t oldinum;
2843         int error;
2844
2845         error = VFS_VGET(dirrem->dm_mnt, NULL, dirrem->dm_oldinum, &vp);
2846         if (error) {
2847                 softdep_error("handle_workitem_remove: vget", error);
2848                 return;
2849         }
2850         ip = VTOI(vp);
2851         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2852         if ((inodedep_lookup(ip->i_fs, dirrem->dm_oldinum, 0, &inodedep)) == 0){
2853                 panic("handle_workitem_remove: lost inodedep");
2854         }
2855         /*
2856          * Normal file deletion.
2857          */
2858         if ((dirrem->dm_state & RMDIR) == 0) {
2859                 ip->i_nlink--;
2860                 ip->i_flag |= IN_CHANGE;
2861                 if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2862                         panic("handle_workitem_remove: bad file delta");
2863                 }
2864                 inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2865                 FREE_LOCK(&lk);
2866                 vput(vp);
2867                 num_dirrem -= 1;
2868                 WORKITEM_FREE(dirrem, D_DIRREM);
2869                 return;
2870         }
2871         /*
2872          * Directory deletion. Decrement reference count for both the
2873          * just deleted parent directory entry and the reference for ".".
2874          * Next truncate the directory to length zero. When the
2875          * truncation completes, arrange to have the reference count on
2876          * the parent decremented to account for the loss of "..".
2877          */
2878         ip->i_nlink -= 2;
2879         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
2880         if (ip->i_nlink < ip->i_effnlink) {
2881                 panic("handle_workitem_remove: bad dir delta");
2882         }
2883         inodedep->id_nlinkdelta = ip->i_nlink - ip->i_effnlink;
2884         FREE_LOCK(&lk);
2885         if ((error = ffs_truncate(vp, (off_t)0, 0, proc0.p_ucred)) != 0)
2886                 softdep_error("handle_workitem_remove: truncate", error);
2887         /*
2888          * Rename a directory to a new parent. Since, we are both deleting
2889          * and creating a new directory entry, the link count on the new
2890          * directory should not change. Thus we skip the followup dirrem.
2891          */
2892         if (dirrem->dm_state & DIRCHG) {
2893                 vput(vp);
2894                 num_dirrem -= 1;
2895                 WORKITEM_FREE(dirrem, D_DIRREM);
2896                 return;
2897         }
2898         /*
2899          * If the inodedep does not exist, then the zero'ed inode has
2900          * been written to disk. If the allocated inode has never been
2901          * written to disk, then the on-disk inode is zero'ed. In either
2902          * case we can remove the file immediately.
2903          */
2904         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2905         dirrem->dm_state = 0;
2906         oldinum = dirrem->dm_oldinum;
2907         dirrem->dm_oldinum = dirrem->dm_dirinum;
2908         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, oldinum, 0, &inodedep) == 0 ||
2909             check_inode_unwritten(inodedep)) {
2910                 FREE_LOCK(&lk);
2911                 vput(vp);
2912                 handle_workitem_remove(dirrem);
2913                 return;
2914         }
2915         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_inowait, &dirrem->dm_list);
2916         FREE_LOCK(&lk);
2917         ip->i_flag |= IN_CHANGE;
2918         ffs_update(vp, 0);
2919         vput(vp);
2920 }
2921
2922 /*
2923  * Inode de-allocation dependencies.
2924  *
2925  * When an inode's link count is reduced to zero, it can be de-allocated. We
2926  * found it convenient to postpone de-allocation until after the inode is
2927  * written to disk with its new link count (zero).  At this point, all of the
2928  * on-disk inode's block pointers are nullified and, with careful dependency
2929  * list ordering, all dependencies related to the inode will be satisfied and
2930  * the corresponding dependency structures de-allocated.  So, if/when the
2931  * inode is reused, there will be no mixing of old dependencies with new
2932  * ones.  This artificial dependency is set up by the block de-allocation
2933  * procedure above (softdep_setup_freeblocks) and completed by the
2934  * following procedure.
2935  */
2936 static void
2937 handle_workitem_freefile(struct freefile *freefile)
2938 {
2939         struct vnode vp;
2940         struct inode tip;
2941         struct inodedep *idp;
2942         int error;
2943
2944 #ifdef DEBUG
2945         ACQUIRE_LOCK(&lk);
2946         error = inodedep_lookup(freefile->fx_fs, freefile->fx_oldinum, 0, &idp);
2947         FREE_LOCK(&lk);
2948         if (error)
2949                 panic("handle_workitem_freefile: inodedep survived");
2950 #endif
2951         tip.i_devvp = freefile->fx_devvp;
2952         tip.i_dev = freefile->fx_devvp->v_rdev;
2953         tip.i_fs = freefile->fx_fs;
2954         vp.v_data = &tip;
2955         if ((error = ffs_freefile(&vp, freefile->fx_oldinum, freefile->fx_mode)) != 0)
2956                 softdep_error("handle_workitem_freefile", error);
2957         WORKITEM_FREE(freefile, D_FREEFILE);
2958 }
2959
2960 /*
2961  * Helper function which unlinks marker element from work list and returns
2962  * the next element on the list.
2963  */
2964 static __inline struct worklist *
2965 markernext(struct worklist *marker)
2966 {
2967         struct worklist *next;
2968
2969         next = LIST_NEXT(marker, wk_list);
2970         LIST_REMOVE(marker, wk_list);
2971         return next;
2972 }
2973
2974 /*
2975  * checkread, checkwrite
2976  *
2977  * bioops callback - hold io_token
2978  */
2979 static  int
2980 softdep_checkread(struct buf *bp)
2981 {
2982         /* nothing to do, mp lock not needed */
2983         return(0);
2984 }
2985
2986 /*
2987  * bioops callback - hold io_token
2988  */
2989 static  int
2990 softdep_checkwrite(struct buf *bp)
2991 {
2992         /* nothing to do, mp lock not needed */
2993         return(0);
2994 }
2995
2996 /*
2997  * Disk writes.
2998  *
2999  * The dependency structures constructed above are most actively used when file
3000  * system blocks are written to disk.  No constraints are placed on when a
3001  * block can be written, but unsatisfied update dependencies are made safe by
3002  * modifying (or replacing) the source memory for the duration of the disk
3003  * write.  When the disk write completes, the memory block is again brought
3004  * up-to-date.
3005  *
3006  * In-core inode structure reclamation.
3007  *
3008  * Because there are a finite number of "in-core" inode structures, they are
3009  * reused regularly.  By transferring all inode-related dependencies to the
3010  * in-memory inode block and indexing them separately (via "inodedep"s), we
3011  * can allow "in-core" inode structures to be reused at any time and avoid
3012  * any increase in contention.
3013  *
3014  * Called just before entering the device driver to initiate a new disk I/O.
3015  * The buffer must be locked, thus, no I/O completion operations can occur
3016  * while we are manipulating its associated dependencies.
3017  *
3018  * bioops callback - hold io_token
3019  *
3020  * Parameters:
3021  *      bp:     structure describing disk write to occur
3022  */
3023 static void
3024 softdep_disk_io_initiation(struct buf *bp)
3025 {
3026         struct worklist *wk;
3027         struct worklist marker;
3028         struct indirdep *indirdep;
3029
3030         /*
3031          * We only care about write operations. There should never
3032          * be dependencies for reads.
3033          */
3034         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3035                 panic("softdep_disk_io_initiation: read");
3036
3037         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3038         marker.wk_type = D_LAST + 1;    /* Not a normal workitem */
3039
3040         /*
3041          * Do any necessary pre-I/O processing.
3042          */
3043         for (wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep); wk; wk = markernext(&marker)) {
3044                 LIST_INSERT_AFTER(wk, &marker, wk_list);
3045
3046                 switch (wk->wk_type) {
3047                 case D_PAGEDEP:
3048                         initiate_write_filepage(WK_PAGEDEP(wk), bp);
3049                         continue;
3050
3051                 case D_INODEDEP:
3052                         initiate_write_inodeblock(WK_INODEDEP(wk), bp);
3053                         continue;
3054
3055                 case D_INDIRDEP:
3056                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
3057                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY)
3058                                 panic("disk_io_initiation: indirdep gone");
3059                         /*
3060                          * If there are no remaining dependencies, this
3061                          * will be writing the real pointers, so the
3062                          * dependency can be freed.
3063                          */
3064                         if (LIST_FIRST(&indirdep->ir_deplisthd) == NULL) {
3065                                 indirdep->ir_savebp->b_flags |= B_INVAL | B_NOCACHE;
3066                                 brelse(indirdep->ir_savebp);
3067                                 /* inline expand WORKLIST_REMOVE(wk); */
3068                                 wk->wk_state &= ~ONWORKLIST;
3069                                 LIST_REMOVE(wk, wk_list);
3070                                 WORKITEM_FREE(indirdep, D_INDIRDEP);
3071                                 continue;
3072                         }
3073                         /*
3074                          * Replace up-to-date version with safe version.
3075                          */
3076                         indirdep->ir_saveddata = kmalloc(bp->b_bcount,
3077                                                          M_INDIRDEP,
3078                                                          M_SOFTDEP_FLAGS);
3079                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3080                         indirdep->ir_state &= ~ATTACHED;
3081                         indirdep->ir_state |= UNDONE;
3082                         bcopy(bp->b_data, indirdep->ir_saveddata, bp->b_bcount);
3083                         bcopy(indirdep->ir_savebp->b_data, bp->b_data,
3084                             bp->b_bcount);
3085                         FREE_LOCK(&lk);
3086                         continue;
3087
3088                 case D_MKDIR:
3089                 case D_BMSAFEMAP:
3090                 case D_ALLOCDIRECT:
3091                 case D_ALLOCINDIR:
3092                         continue;
3093
3094                 default:
3095                         panic("handle_disk_io_initiation: Unexpected type %s",
3096                             TYPENAME(wk->wk_type));
3097                         /* NOTREACHED */
3098                 }
3099         }
3100         FREE_LOCK(&lk);
3101 }
3102
3103 /*
3104  * Called from within the procedure above to deal with unsatisfied
3105  * allocation dependencies in a directory. The buffer must be locked,
3106  * thus, no I/O completion operations can occur while we are
3107  * manipulating its associated dependencies.
3108  */
3109 static void
3110 initiate_write_filepage(struct pagedep *pagedep, struct buf *bp)
3111 {
3112         struct diradd *dap;
3113         struct direct *ep;
3114         int i;
3115
3116         if (pagedep->pd_state & IOSTARTED) {
3117                 /*
3118                  * This can only happen if there is a driver that does not
3119                  * understand chaining. Here biodone will reissue the call
3120                  * to strategy for the incomplete buffers.
3121                  */
3122                 kprintf("initiate_write_filepage: already started\n");
3123                 return;
3124         }
3125         pagedep->pd_state |= IOSTARTED;
3126         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3127         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
3128                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[i], da_pdlist) {
3129                         ep = (struct direct *)
3130                             ((char *)bp->b_data + dap->da_offset);
3131                         if (ep->d_ino != dap->da_newinum) {
3132                                 panic("%s: dir inum %d != new %"PRId64,
3133                                     "initiate_write_filepage",
3134                                     ep->d_ino, dap->da_newinum);
3135                         }
3136                         if (dap->da_state & DIRCHG)
3137                                 ep->d_ino = dap->da_previous->dm_oldinum;
3138                         else
3139                                 ep->d_ino = 0;
3140                         dap->da_state &= ~ATTACHED;
3141                         dap->da_state |= UNDONE;
3142                 }
3143         }
3144         FREE_LOCK(&lk);
3145 }
3146
3147 /*
3148  * Called from within the procedure above to deal with unsatisfied
3149  * allocation dependencies in an inodeblock. The buffer must be
3150  * locked, thus, no I/O completion operations can occur while we
3151  * are manipulating its associated dependencies.
3152  *
3153  * Parameters:
3154  *      bp:     The inode block
3155  */
3156 static void
3157 initiate_write_inodeblock(struct inodedep *inodedep, struct buf *bp)
3158 {
3159         struct allocdirect *adp, *lastadp;
3160         struct ufs1_dinode *dp;
3161         struct ufs1_dinode *sip;
3162         struct fs *fs;
3163         ufs_lbn_t prevlbn = 0;
3164         int i, deplist;
3165
3166         if (inodedep->id_state & IOSTARTED)
3167                 panic("initiate_write_inodeblock: already started");
3168         inodedep->id_state |= IOSTARTED;
3169         fs = inodedep->id_fs;
3170         dp = (struct ufs1_dinode *)bp->b_data +
3171             ino_to_fsbo(fs, inodedep->id_ino);
3172         /*
3173          * If the bitmap is not yet written, then the allocated
3174          * inode cannot be written to disk.
3175          */
3176         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) == 0) {
3177                 if (inodedep->id_savedino != NULL)
3178                         panic("initiate_write_inodeblock: already doing I/O");
3179                 sip = kmalloc(sizeof(struct ufs1_dinode), M_INODEDEP,
3180                               M_SOFTDEP_FLAGS);
3181                 inodedep->id_savedino = sip;
3182                 *inodedep->id_savedino = *dp;
3183                 bzero((caddr_t)dp, sizeof(struct ufs1_dinode));
3184                 dp->di_gen = inodedep->id_savedino->di_gen;
3185                 return;
3186         }
3187         /*
3188          * If no dependencies, then there is nothing to roll back.
3189          */
3190         inodedep->id_savedsize = dp->di_size;
3191         if (TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) == NULL)
3192                 return;
3193         /*
3194          * Set the dependencies to busy.
3195          */
3196         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3197         for (deplist = 0, adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp;
3198              adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next)) {
3199 #ifdef DIAGNOSTIC
3200                 if (deplist != 0 && prevlbn >= adp->ad_lbn) {
3201                         panic("softdep_write_inodeblock: lbn order");
3202                 }
3203                 prevlbn = adp->ad_lbn;
3204                 if (adp->ad_lbn < NDADDR &&
3205                     dp->di_db[adp->ad_lbn] != adp->ad_newblkno) {
3206                         panic("%s: direct pointer #%ld mismatch %d != %d",
3207                             "softdep_write_inodeblock", adp->ad_lbn,
3208                             dp->di_db[adp->ad_lbn], adp->ad_newblkno);
3209                 }
3210                 if (adp->ad_lbn >= NDADDR &&
3211                     dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] != adp->ad_newblkno) {
3212                         panic("%s: indirect pointer #%ld mismatch %d != %d",
3213                             "softdep_write_inodeblock", adp->ad_lbn - NDADDR,
3214                             dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR], adp->ad_newblkno);
3215                 }
3216                 deplist |= 1 << adp->ad_lbn;
3217                 if ((adp->ad_state & ATTACHED) == 0) {
3218                         panic("softdep_write_inodeblock: Unknown state 0x%x",
3219                             adp->ad_state);
3220                 }
3221 #endif /* DIAGNOSTIC */
3222                 adp->ad_state &= ~ATTACHED;
3223                 adp->ad_state |= UNDONE;
3224         }
3225         /*
3226          * The on-disk inode cannot claim to be any larger than the last
3227          * fragment that has been written. Otherwise, the on-disk inode
3228          * might have fragments that were not the last block in the file
3229          * which would corrupt the filesystem.
3230          */
3231         for (lastadp = NULL, adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp;
3232              lastadp = adp, adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next)) {
3233                 if (adp->ad_lbn >= NDADDR)
3234                         break;
3235                 dp->di_db[adp->ad_lbn] = adp->ad_oldblkno;
3236                 /* keep going until hitting a rollback to a frag */
3237                 if (adp->ad_oldsize == 0 || adp->ad_oldsize == fs->fs_bsize)
3238                         continue;
3239                 dp->di_size = fs->fs_bsize * adp->ad_lbn + adp->ad_oldsize;
3240                 for (i = adp->ad_lbn + 1; i < NDADDR; i++) {
3241 #ifdef DIAGNOSTIC
3242                         if (dp->di_db[i] != 0 && (deplist & (1 << i)) == 0) {
3243                                 panic("softdep_write_inodeblock: lost dep1");
3244                         }
3245 #endif /* DIAGNOSTIC */
3246                         dp->di_db[i] = 0;
3247                 }
3248                 for (i = 0; i < NIADDR; i++) {
3249 #ifdef DIAGNOSTIC
3250                         if (dp->di_ib[i] != 0 &&
3251                             (deplist & ((1 << NDADDR) << i)) == 0) {
3252                                 panic("softdep_write_inodeblock: lost dep2");
3253                         }
3254 #endif /* DIAGNOSTIC */
3255                         dp->di_ib[i] = 0;
3256                 }
3257                 FREE_LOCK(&lk);
3258                 return;
3259         }
3260         /*
3261          * If we have zero'ed out the last allocated block of the file,
3262          * roll back the size to the last currently allocated block.
3263          * We know that this last allocated block is a full-sized as
3264          * we already checked for fragments in the loop above.
3265          */
3266         if (lastadp != NULL &&
3267             dp->di_size <= (lastadp->ad_lbn + 1) * fs->fs_bsize) {
3268                 for (i = lastadp->ad_lbn; i >= 0; i--)
3269                         if (dp->di_db[i] != 0)
3270                                 break;
3271                 dp->di_size = (i + 1) * fs->fs_bsize;
3272         }
3273         /*
3274          * The only dependencies are for indirect blocks.
3275          *
3276          * The file size for indirect block additions is not guaranteed.
3277          * Such a guarantee would be non-trivial to achieve. The conventional
3278          * synchronous write implementation also does not make this guarantee.
3279          * Fsck should catch and fix discrepancies. Arguably, the file size
3280          * can be over-estimated without destroying integrity when the file
3281          * moves into the indirect blocks (i.e., is large). If we want to
3282          * postpone fsck, we are stuck with this argument.
3283          */
3284         for (; adp; adp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next))
3285                 dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] = 0;
3286         FREE_LOCK(&lk);
3287 }
3288
3289 /*
3290  * This routine is called during the completion interrupt
3291  * service routine for a disk write (from the procedure called
3292  * by the device driver to inform the filesystem caches of
3293  * a request completion).  It should be called early in this
3294  * procedure, before the block is made available to other
3295  * processes or other routines are called.
3296  *
3297  * bioops callback - hold io_token
3298  *
3299  * Parameters:
3300  *      bp:     describes the completed disk write
3301  */
3302 static void
3303 softdep_disk_write_complete(struct buf *bp)
3304 {
3305         struct worklist *wk;
3306         struct workhead reattach;
3307         struct newblk *newblk;
3308         struct allocindir *aip;
3309         struct allocdirect *adp;
3310         struct indirdep *indirdep;
3311         struct inodedep *inodedep;
3312         struct bmsafemap *bmsafemap;
3313
3314         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3315
3316         LIST_INIT(&reattach);
3317         while ((wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) != NULL) {
3318                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3319                 switch (wk->wk_type) {
3320
3321                 case D_PAGEDEP:
3322                         if (handle_written_filepage(WK_PAGEDEP(wk), bp))
3323                                 WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3324                         continue;
3325
3326                 case D_INODEDEP:
3327                         if (handle_written_inodeblock(WK_INODEDEP(wk), bp))
3328                                 WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3329                         continue;
3330
3331                 case D_BMSAFEMAP:
3332                         bmsafemap = WK_BMSAFEMAP(wk);
3333                         while ((newblk = LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_newblkhd))) {
3334                                 newblk->nb_state |= DEPCOMPLETE;
3335                                 newblk->nb_bmsafemap = NULL;
3336                                 LIST_REMOVE(newblk, nb_deps);
3337                         }
3338                         while ((adp =
3339                            LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_allocdirecthd))) {
3340                                 adp->ad_state |= DEPCOMPLETE;
3341                                 adp->ad_buf = NULL;
3342                                 LIST_REMOVE(adp, ad_deps);
3343                                 handle_allocdirect_partdone(adp);
3344                         }
3345                         while ((aip =
3346                             LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_allocindirhd))) {
3347                                 aip->ai_state |= DEPCOMPLETE;
3348                                 aip->ai_buf = NULL;
3349                                 LIST_REMOVE(aip, ai_deps);
3350                                 handle_allocindir_partdone(aip);
3351                         }
3352                         while ((inodedep =
3353                              LIST_FIRST(&bmsafemap->sm_inodedephd)) != NULL) {
3354                                 inodedep->id_state |= DEPCOMPLETE;
3355                                 LIST_REMOVE(inodedep, id_deps);
3356                                 inodedep->id_buf = NULL;
3357                         }
3358                         WORKITEM_FREE(bmsafemap, D_BMSAFEMAP);
3359                         continue;
3360
3361                 case D_MKDIR:
3362                         handle_written_mkdir(WK_MKDIR(wk), MKDIR_BODY);
3363                         continue;
3364
3365                 case D_ALLOCDIRECT:
3366                         adp = WK_ALLOCDIRECT(wk);
3367                         adp->ad_state |= COMPLETE;
3368                         handle_allocdirect_partdone(adp);
3369                         continue;
3370
3371                 case D_ALLOCINDIR:
3372                         aip = WK_ALLOCINDIR(wk);
3373                         aip->ai_state |= COMPLETE;
3374                         handle_allocindir_partdone(aip);
3375                         continue;
3376
3377                 case D_INDIRDEP:
3378                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
3379                         if (indirdep->ir_state & GOINGAWAY) {
3380                                 panic("disk_write_complete: indirdep gone");
3381                         }
3382                         bcopy(indirdep->ir_saveddata, bp->b_data, bp->b_bcount);
3383                         kfree(indirdep->ir_saveddata, M_INDIRDEP);
3384                         indirdep->ir_saveddata = NULL;
3385                         indirdep->ir_state &= ~UNDONE;
3386                         indirdep->ir_state |= ATTACHED;
3387                         while ((aip = LIST_FIRST(&indirdep->ir_donehd)) != NULL) {
3388                                 handle_allocindir_partdone(aip);
3389                                 if (aip == LIST_FIRST(&indirdep->ir_donehd)) {
3390                                         panic("disk_write_complete: not gone");
3391                                 }
3392                         }
3393                         WORKLIST_INSERT(&reattach, wk);
3394                         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3395                                 stat_indir_blk_ptrs++;
3396                         bdirty(bp);
3397                         continue;
3398
3399                 default:
3400                         panic("handle_disk_write_complete: Unknown type %s",
3401                             TYPENAME(wk->wk_type));
3402                         /* NOTREACHED */
3403                 }
3404         }
3405         /*
3406          * Reattach any requests that must be redone.
3407          */
3408         while ((wk = LIST_FIRST(&reattach)) != NULL) {
3409                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3410                 WORKLIST_INSERT_BP(bp, wk);
3411         }
3412
3413         FREE_LOCK(&lk);
3414 }
3415
3416 /*
3417  * Called from within softdep_disk_write_complete above. Note that
3418  * this routine is always called from interrupt level with further
3419  * splbio interrupts blocked.
3420  *
3421  * Parameters:
3422  *      adp:    the completed allocdirect
3423  */
3424 static void
3425 handle_allocdirect_partdone(struct allocdirect *adp)
3426 {
3427         struct allocdirect *listadp;
3428         struct inodedep *inodedep;
3429         long bsize;
3430
3431         if ((adp->ad_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3432                 return;
3433         if (adp->ad_buf != NULL)
3434                 panic("handle_allocdirect_partdone: dangling dep");
3435
3436         /*
3437          * The on-disk inode cannot claim to be any larger than the last
3438          * fragment that has been written. Otherwise, the on-disk inode
3439          * might have fragments that were not the last block in the file
3440          * which would corrupt the filesystem. Thus, we cannot free any
3441          * allocdirects after one whose ad_oldblkno claims a fragment as
3442          * these blocks must be rolled back to zero before writing the inode.
3443          * We check the currently active set of allocdirects in id_inoupdt.
3444          */
3445         inodedep = adp->ad_inodedep;
3446         bsize = inodedep->id_fs->fs_bsize;
3447         TAILQ_FOREACH(listadp, &inodedep->id_inoupdt, ad_next) {
3448                 /* found our block */
3449                 if (listadp == adp)
3450                         break;
3451                 /* continue if ad_oldlbn is not a fragment */
3452                 if (listadp->ad_oldsize == 0 ||
3453                     listadp->ad_oldsize == bsize)
3454                         continue;
3455                 /* hit a fragment */
3456                 return;
3457         }
3458         /*
3459          * If we have reached the end of the current list without
3460          * finding the just finished dependency, then it must be
3461          * on the future dependency list. Future dependencies cannot
3462          * be freed until they are moved to the current list.
3463          */
3464         if (listadp == NULL) {
3465 #ifdef DEBUG
3466                 TAILQ_FOREACH(listadp, &inodedep->id_newinoupdt, ad_next)
3467                         /* found our block */
3468                         if (listadp == adp)
3469                                 break;
3470                 if (listadp == NULL)
3471                         panic("handle_allocdirect_partdone: lost dep");
3472 #endif /* DEBUG */
3473                 return;
3474         }
3475         /*
3476          * If we have found the just finished dependency, then free
3477          * it along with anything that follows it that is complete.
3478          */
3479         for (; adp; adp = listadp) {
3480                 listadp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next);
3481                 if ((adp->ad_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3482                         return;
3483                 free_allocdirect(&inodedep->id_inoupdt, adp, 1);
3484         }
3485 }
3486
3487 /*
3488  * Called from within softdep_disk_write_complete above. Note that
3489  * this routine is always called from interrupt level with further
3490  * splbio interrupts blocked.
3491  *
3492  * Parameters:
3493  *      aip:    the completed allocindir
3494  */
3495 static void
3496 handle_allocindir_partdone(struct allocindir *aip)
3497 {
3498         struct indirdep *indirdep;
3499
3500         if ((aip->ai_state & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3501                 return;
3502         if (aip->ai_buf != NULL)
3503                 panic("handle_allocindir_partdone: dangling dependency");
3504
3505         indirdep = aip->ai_indirdep;
3506         if (indirdep->ir_state & UNDONE) {
3507                 LIST_REMOVE(aip, ai_next);
3508                 LIST_INSERT_HEAD(&indirdep->ir_donehd, aip, ai_next);
3509                 return;
3510         }
3511         ((ufs_daddr_t *)indirdep->ir_savebp->b_data)[aip->ai_offset] =
3512             aip->ai_newblkno;
3513         LIST_REMOVE(aip, ai_next);
3514         if (aip->ai_freefrag != NULL)
3515                 add_to_worklist(&aip->ai_freefrag->ff_list);
3516         WORKITEM_FREE(aip, D_ALLOCINDIR);
3517 }
3518
3519 /*
3520  * Called from within softdep_disk_write_complete above to restore
3521  * in-memory inode block contents to their most up-to-date state. Note
3522  * that this routine is always called from interrupt level with further
3523  * splbio interrupts blocked.
3524  *
3525  * Parameters:
3526  *      bp:     buffer containing the inode block
3527  */
3528 static int
3529 handle_written_inodeblock(struct inodedep *inodedep, struct buf *bp)
3530 {
3531         struct worklist *wk, *filefree;
3532         struct allocdirect *adp, *nextadp;
3533         struct ufs1_dinode *dp;
3534         int hadchanges;
3535
3536         if ((inodedep->id_state & IOSTARTED) == 0)
3537                 panic("handle_written_inodeblock: not started");
3538
3539         inodedep->id_state &= ~IOSTARTED;
3540         dp = (struct ufs1_dinode *)bp->b_data +
3541             ino_to_fsbo(inodedep->id_fs, inodedep->id_ino);
3542         /*
3543          * If we had to rollback the inode allocation because of
3544          * bitmaps being incomplete, then simply restore it.
3545          * Keep the block dirty so that it will not be reclaimed until
3546          * all associated dependencies have been cleared and the
3547          * corresponding updates written to disk.
3548          */
3549         if (inodedep->id_savedino != NULL) {
3550                 *dp = *inodedep->id_savedino;
3551                 kfree(inodedep->id_savedino, M_INODEDEP);
3552                 inodedep->id_savedino = NULL;
3553                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3554                         stat_inode_bitmap++;
3555                 bdirty(bp);
3556                 return (1);
3557         }
3558         inodedep->id_state |= COMPLETE;
3559         /*
3560          * Roll forward anything that had to be rolled back before
3561          * the inode could be updated.
3562          */
3563         hadchanges = 0;
3564         for (adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); adp; adp = nextadp) {
3565                 nextadp = TAILQ_NEXT(adp, ad_next);
3566                 if (adp->ad_state & ATTACHED)
3567                         panic("handle_written_inodeblock: new entry");
3568
3569                 if (adp->ad_lbn < NDADDR) {
3570                         if (dp->di_db[adp->ad_lbn] != adp->ad_oldblkno) {
3571                                 panic("%s: %s #%ld mismatch %d != %d",
3572                                     "handle_written_inodeblock",
3573                                     "direct pointer", adp->ad_lbn,
3574                                     dp->di_db[adp->ad_lbn], adp->ad_oldblkno);
3575                         }
3576                         dp->di_db[adp->ad_lbn] = adp->ad_newblkno;
3577                 } else {
3578                         if (dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] != 0) {
3579                                 panic("%s: %s #%ld allocated as %d",
3580                                     "handle_written_inodeblock",
3581                                     "indirect pointer", adp->ad_lbn - NDADDR,
3582                                     dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR]);
3583                         }
3584                         dp->di_ib[adp->ad_lbn - NDADDR] = adp->ad_newblkno;
3585                 }
3586                 adp->ad_state &= ~UNDONE;
3587                 adp->ad_state |= ATTACHED;
3588                 hadchanges = 1;
3589         }
3590         if (hadchanges && (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3591                 stat_direct_blk_ptrs++;
3592         /*
3593          * Reset the file size to its most up-to-date value.
3594          */
3595         if (inodedep->id_savedsize == -1) {
3596                 panic("handle_written_inodeblock: bad size");
3597         }
3598         if (dp->di_size != inodedep->id_savedsize) {
3599                 dp->di_size = inodedep->id_savedsize;
3600                 hadchanges = 1;
3601         }
3602         inodedep->id_savedsize = -1;
3603         /*
3604          * If there were any rollbacks in the inode block, then it must be
3605          * marked dirty so that its will eventually get written back in
3606          * its correct form.
3607          */
3608         if (hadchanges)
3609                 bdirty(bp);
3610         /*
3611          * Process any allocdirects that completed during the update.
3612          */
3613         if ((adp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt)) != NULL)
3614                 handle_allocdirect_partdone(adp);
3615         /*
3616          * Process deallocations that were held pending until the
3617          * inode had been written to disk. Freeing of the inode
3618          * is delayed until after all blocks have been freed to
3619          * avoid creation of new <vfsid, inum, lbn> triples
3620          * before the old ones have been deleted.
3621          */
3622         filefree = NULL;
3623         while ((wk = LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait)) != NULL) {
3624                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3625                 switch (wk->wk_type) {
3626
3627                 case D_FREEFILE:
3628                         /*
3629                          * We defer adding filefree to the worklist until
3630                          * all other additions have been made to ensure
3631                          * that it will be done after all the old blocks
3632                          * have been freed.
3633                          */
3634                         if (filefree != NULL) {
3635                                 panic("handle_written_inodeblock: filefree");
3636                         }
3637                         filefree = wk;
3638                         continue;
3639
3640                 case D_MKDIR:
3641                         handle_written_mkdir(WK_MKDIR(wk), MKDIR_PARENT);
3642                         continue;
3643
3644                 case D_DIRADD:
3645                         diradd_inode_written(WK_DIRADD(wk), inodedep);
3646                         continue;
3647
3648                 case D_FREEBLKS:
3649                         wk->wk_state |= COMPLETE;
3650                         if ((wk->wk_state  & ALLCOMPLETE) != ALLCOMPLETE)
3651                                 continue;
3652                         /* -- fall through -- */
3653                 case D_FREEFRAG:
3654                 case D_DIRREM:
3655                         add_to_worklist(wk);
3656                         continue;
3657
3658                 default:
3659                         panic("handle_written_inodeblock: Unknown type %s",
3660                             TYPENAME(wk->wk_type));
3661                         /* NOTREACHED */
3662                 }
3663         }
3664         if (filefree != NULL) {
3665                 if (free_inodedep(inodedep) == 0) {
3666                         panic("handle_written_inodeblock: live inodedep");
3667                 }
3668                 add_to_worklist(filefree);
3669                 return (0);
3670         }
3671
3672         /*
3673          * If no outstanding dependencies, free it.
3674          */
3675         if (free_inodedep(inodedep) || TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) == NULL)
3676                 return (0);
3677         return (hadchanges);
3678 }
3679
3680 /*
3681  * Process a diradd entry after its dependent inode has been written.
3682  * This routine must be called with splbio interrupts blocked.
3683  */
3684 static void
3685 diradd_inode_written(struct diradd *dap, struct inodedep *inodedep)
3686 {
3687         struct pagedep *pagedep;
3688
3689         dap->da_state |= COMPLETE;
3690         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3691                 if (dap->da_state & DIRCHG)
3692                         pagedep = dap->da_previous->dm_pagedep;
3693                 else
3694                         pagedep = dap->da_pagedep;
3695                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3696                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
3697         }
3698         WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_pendinghd, &dap->da_list);
3699 }
3700
3701 /*
3702  * Handle the completion of a mkdir dependency.
3703  */
3704 static void
3705 handle_written_mkdir(struct mkdir *mkdir, int type)
3706 {
3707         struct diradd *dap;
3708         struct pagedep *pagedep;
3709
3710         if (mkdir->md_state != type) {
3711                 panic("handle_written_mkdir: bad type");
3712         }
3713         dap = mkdir->md_diradd;
3714         dap->da_state &= ~type;
3715         if ((dap->da_state & (MKDIR_PARENT | MKDIR_BODY)) == 0)
3716                 dap->da_state |= DEPCOMPLETE;
3717         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3718                 if (dap->da_state & DIRCHG)
3719                         pagedep = dap->da_previous->dm_pagedep;
3720                 else
3721                         pagedep = dap->da_pagedep;
3722                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3723                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap, da_pdlist);
3724         }
3725         LIST_REMOVE(mkdir, md_mkdirs);
3726         WORKITEM_FREE(mkdir, D_MKDIR);
3727 }
3728
3729 /*
3730  * Called from within softdep_disk_write_complete above.
3731  * A write operation was just completed. Removed inodes can
3732  * now be freed and associated block pointers may be committed.
3733  * Note that this routine is always called from interrupt level
3734  * with further splbio interrupts blocked.
3735  *
3736  * Parameters:
3737  *      bp:     buffer containing the written page
3738  */
3739 static int
3740 handle_written_filepage(struct pagedep *pagedep, struct buf *bp)
3741 {
3742         struct dirrem *dirrem;
3743         struct diradd *dap, *nextdap;
3744         struct direct *ep;
3745         int i, chgs;
3746
3747         if ((pagedep->pd_state & IOSTARTED) == 0) {
3748                 panic("handle_written_filepage: not started");
3749         }
3750         pagedep->pd_state &= ~IOSTARTED;
3751         /*
3752          * Process any directory removals that have been committed.
3753          */
3754         while ((dirrem = LIST_FIRST(&pagedep->pd_dirremhd)) != NULL) {
3755                 LIST_REMOVE(dirrem, dm_next);
3756                 dirrem->dm_dirinum = pagedep->pd_ino;
3757                 add_to_worklist(&dirrem->dm_list);
3758         }
3759         /*
3760          * Free any directory additions that have been committed.
3761          */
3762         while ((dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd)) != NULL)
3763                 free_diradd(dap);
3764         /*
3765          * Uncommitted directory entries must be restored.
3766          */
3767         for (chgs = 0, i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
3768                 for (dap = LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i]); dap;
3769                      dap = nextdap) {
3770                         nextdap = LIST_NEXT(dap, da_pdlist);
3771                         if (dap->da_state & ATTACHED) {
3772                                 panic("handle_written_filepage: attached");
3773                         }
3774                         ep = (struct direct *)
3775                             ((char *)bp->b_data + dap->da_offset);
3776                         ep->d_ino = dap->da_newinum;
3777                         dap->da_state &= ~UNDONE;
3778                         dap->da_state |= ATTACHED;
3779                         chgs = 1;
3780                         /*
3781                          * If the inode referenced by the directory has
3782                          * been written out, then the dependency can be
3783                          * moved to the pending list.
3784                          */
3785                         if ((dap->da_state & ALLCOMPLETE) == ALLCOMPLETE) {
3786                                 LIST_REMOVE(dap, da_pdlist);
3787                                 LIST_INSERT_HEAD(&pagedep->pd_pendinghd, dap,
3788                                     da_pdlist);
3789                         }
3790                 }
3791         }
3792         /*
3793          * If there were any rollbacks in the directory, then it must be
3794          * marked dirty so that its will eventually get written back in
3795          * its correct form.
3796          */
3797         if (chgs) {
3798                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
3799                         stat_dir_entry++;
3800                 bdirty(bp);
3801         }
3802         /*
3803          * If no dependencies remain, the pagedep will be freed.
3804          * Otherwise it will remain to update the page before it
3805          * is written back to disk.
3806          */
3807         if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_pendinghd) == NULL) {
3808                 for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++)
3809                         if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i]) != NULL)
3810                                 break;
3811                 if (i == DAHASHSZ) {
3812                         LIST_REMOVE(pagedep, pd_hash);
3813                         WORKITEM_FREE(pagedep, D_PAGEDEP);
3814                         return (0);
3815                 }
3816         }
3817         return (1);
3818 }
3819
3820 /*
3821  * Writing back in-core inode structures.
3822  *
3823  * The filesystem only accesses an inode's contents when it occupies an
3824  * "in-core" inode structure.  These "in-core" structures are separate from
3825  * the page frames used to cache inode blocks.  Only the latter are
3826  * transferred to/from the disk.  So, when the updated contents of the
3827  * "in-core" inode structure are copied to the corresponding in-memory inode
3828  * block, the dependencies are also transferred.  The following procedure is
3829  * called when copying a dirty "in-core" inode to a cached inode block.
3830  */
3831
3832 /*
3833  * Called when an inode is loaded from disk. If the effective link count
3834  * differed from the actual link count when it was last flushed, then we
3835  * need to ensure that the correct effective link count is put back.
3836  *
3837  * Parameters:
3838  *      ip:     the "in_core" copy of the inode
3839  */
3840 void
3841 softdep_load_inodeblock(struct inode *ip)
3842 {
3843         struct inodedep *inodedep;
3844
3845         /*
3846          * Check for alternate nlink count.
3847          */
3848         ip->i_effnlink = ip->i_nlink;
3849         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3850         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, 0, &inodedep) == 0) {
3851                 FREE_LOCK(&lk);
3852                 return;
3853         }
3854         ip->i_effnlink -= inodedep->id_nlinkdelta;
3855         FREE_LOCK(&lk);
3856 }
3857
3858 /*
3859  * This routine is called just before the "in-core" inode
3860  * information is to be copied to the in-memory inode block.
3861  * Recall that an inode block contains several inodes. If
3862  * the force flag is set, then the dependencies will be
3863  * cleared so that the update can always be made. Note that
3864  * the buffer is locked when this routine is called, so we
3865  * will never be in the middle of writing the inode block
3866  * to disk.
3867  *
3868  * Parameters:
3869  *      ip:             the "in_core" copy of the inode
3870  *      bp:             the buffer containing the inode block
3871  *      waitfor:        nonzero => update must be allowed
3872  */
3873 void
3874 softdep_update_inodeblock(struct inode *ip, struct buf *bp,
3875                           int waitfor)
3876 {
3877         struct inodedep *inodedep;
3878         struct worklist *wk;
3879         struct buf *ibp;
3880         int error, gotit;
3881
3882         /*
3883          * If the effective link count is not equal to the actual link
3884          * count, then we must track the difference in an inodedep while
3885          * the inode is (potentially) tossed out of the cache. Otherwise,
3886          * if there is no existing inodedep, then there are no dependencies
3887          * to track.
3888          */
3889         ACQUIRE_LOCK(&lk);
3890         if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, 0, &inodedep) == 0) {
3891                 FREE_LOCK(&lk);
3892                 if (ip->i_effnlink != ip->i_nlink)
3893                         panic("softdep_update_inodeblock: bad link count");
3894                 return;
3895         }
3896         if (inodedep->id_nlinkdelta != ip->i_nlink - ip->i_effnlink) {
3897                 panic("softdep_update_inodeblock: bad delta");
3898         }
3899         /*
3900          * Changes have been initiated. Anything depending on these
3901          * changes cannot occur until this inode has been written.
3902          */
3903         inodedep->id_state &= ~COMPLETE;
3904         if ((inodedep->id_state & ONWORKLIST) == 0)
3905                 WORKLIST_INSERT_BP(bp, &inodedep->id_list);
3906         /*
3907          * Any new dependencies associated with the incore inode must
3908          * now be moved to the list associated with the buffer holding
3909          * the in-memory copy of the inode. Once merged process any
3910          * allocdirects that are completed by the merger.
3911          */
3912         merge_inode_lists(inodedep);
3913         if (TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL)
3914                 handle_allocdirect_partdone(TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt));
3915         /*
3916          * Now that the inode has been pushed into the buffer, the
3917          * operations dependent on the inode being written to disk
3918          * can be moved to the id_bufwait so that they will be
3919          * processed when the buffer I/O completes.
3920          */
3921         while ((wk = LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait)) != NULL) {
3922                 WORKLIST_REMOVE(wk);
3923                 WORKLIST_INSERT(&inodedep->id_bufwait, wk);
3924         }
3925         /*
3926          * Newly allocated inodes cannot be written until the bitmap
3927          * that allocates them have been written (indicated by
3928          * DEPCOMPLETE being set in id_state). If we are doing a
3929          * forced sync (e.g., an fsync on a file), we force the bitmap
3930          * to be written so that the update can be done.
3931          */
3932         if (waitfor == 0) {
3933                 FREE_LOCK(&lk);
3934                 return;
3935         }
3936 retry:
3937         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) != 0) {
3938                 FREE_LOCK(&lk);
3939                 return;
3940         }
3941         gotit = getdirtybuf(&inodedep->id_buf, MNT_WAIT);
3942         if (gotit == 0) {
3943                 if (inodedep_lookup(ip->i_fs, ip->i_number, 0, &inodedep) != 0)
3944                         goto retry;
3945                 FREE_LOCK(&lk);
3946                 return;
3947         }
3948         ibp = inodedep->id_buf;
3949         FREE_LOCK(&lk);
3950         if ((error = bwrite(ibp)) != 0)
3951                 softdep_error("softdep_update_inodeblock: bwrite", error);
3952 }
3953
3954 /*
3955  * Merge the new inode dependency list (id_newinoupdt) into the old
3956  * inode dependency list (id_inoupdt). This routine must be called
3957  * with splbio interrupts blocked.
3958  */
3959 static void
3960 merge_inode_lists(struct inodedep *inodedep)
3961 {
3962         struct allocdirect *listadp, *newadp;
3963
3964         newadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt);
3965         for (listadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt); listadp && newadp;) {
3966                 if (listadp->ad_lbn < newadp->ad_lbn) {
3967                         listadp = TAILQ_NEXT(listadp, ad_next);
3968                         continue;
3969                 }
3970                 TAILQ_REMOVE(&inodedep->id_newinoupdt, newadp, ad_next);
3971                 TAILQ_INSERT_BEFORE(listadp, newadp, ad_next);
3972                 if (listadp->ad_lbn == newadp->ad_lbn) {
3973                         allocdirect_merge(&inodedep->id_inoupdt, newadp,
3974                             listadp);
3975                         listadp = newadp;
3976                 }
3977                 newadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt);
3978         }
3979         while ((newadp = TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt)) != NULL) {
3980                 TAILQ_REMOVE(&inodedep->id_newinoupdt, newadp, ad_next);
3981                 TAILQ_INSERT_TAIL(&inodedep->id_inoupdt, newadp, ad_next);
3982         }
3983 }
3984
3985 /*
3986  * If we are doing an fsync, then we must ensure that any directory
3987  * entries for the inode have been written after the inode gets to disk.
3988  *
3989  * bioops callback - hold io_token
3990  *
3991  * Parameters:
3992  *      vp:     the "in_core" copy of the inode
3993  */
3994 static int
3995 softdep_fsync(struct vnode *vp)
3996 {
3997         struct inodedep *inodedep;
3998         struct pagedep *pagedep;
3999         struct worklist *wk;
4000         struct diradd *dap;
4001         struct mount *mnt;
4002         struct vnode *pvp;
4003         struct inode *ip;
4004         struct buf *bp;
4005         struct fs *fs;
4006         int error, flushparent;
4007         ino_t parentino;
4008         ufs_lbn_t lbn;
4009
4010         /*
4011          * Move check from original kernel code, possibly not needed any
4012          * more with the per-mount bioops.
4013          */
4014         if ((vp->v_mount->mnt_flag & MNT_SOFTDEP) == 0)
4015                 return (0);
4016
4017         ip = VTOI(vp);
4018         fs = ip->i_fs;
4019         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4020         if (inodedep_lookup(fs, ip->i_number, 0, &inodedep) == 0) {
4021                 FREE_LOCK(&lk);
4022                 return (0);
4023         }
4024         if (LIST_FIRST(&inodedep->id_inowait) != NULL ||
4025             LIST_FIRST(&inodedep->id_bufwait) != NULL ||
4026             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt) != NULL ||
4027             TAILQ_FIRST(&inodedep->id_newinoupdt) != NULL) {
4028                 panic("softdep_fsync: pending ops");
4029         }
4030         for (error = 0, flushparent = 0; ; ) {
4031                 if ((wk = LIST_FIRST(&inodedep->id_pendinghd)) == NULL)
4032                         break;
4033                 if (wk->wk_type != D_DIRADD) {
4034                         panic("softdep_fsync: Unexpected type %s",
4035                             TYPENAME(wk->wk_type));
4036                 }
4037                 dap = WK_DIRADD(wk);
4038                 /*
4039                  * Flush our parent if this directory entry
4040                  * has a MKDIR_PARENT dependency.
4041                  */
4042                 if (dap->da_state & DIRCHG)
4043                         pagedep = dap->da_previous->dm_pagedep;
4044                 else
4045                         pagedep = dap->da_pagedep;
4046                 mnt = pagedep->pd_mnt;
4047                 parentino = pagedep->pd_ino;
4048                 lbn = pagedep->pd_lbn;
4049                 if ((dap->da_state & (MKDIR_BODY | COMPLETE)) != COMPLETE) {
4050                         panic("softdep_fsync: dirty");
4051                 }
4052                 flushparent = dap->da_state & MKDIR_PARENT;
4053                 /*
4054                  * If we are being fsync'ed as part of vgone'ing this vnode,
4055                  * then we will not be able to release and recover the
4056                  * vnode below, so we just have to give up on writing its
4057                  * directory entry out. It will eventually be written, just
4058                  * not now, but then the user was not asking to have it
4059                  * written, so we are not breaking any promises.
4060                  */
4061                 if (vp->v_flag & VRECLAIMED)
4062                         break;
4063                 /*
4064                  * We prevent deadlock by always fetching inodes from the
4065                  * root, moving down the directory tree. Thus, when fetching
4066                  * our parent directory, we must unlock ourselves before
4067                  * requesting the lock on our parent. See the comment in
4068                  * ufs_lookup for details on possible races.
4069                  */
4070                 FREE_LOCK(&lk);
4071                 vn_unlock(vp);
4072                 error = VFS_VGET(mnt, NULL, parentino, &pvp);
4073                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
4074                 if (error != 0) {
4075                         return (error);
4076                 }
4077                 if (flushparent) {
4078                         if ((error = ffs_update(pvp, 1)) != 0) {
4079                                 vput(pvp);
4080                                 return (error);
4081                         }
4082                 }
4083                 /*
4084                  * Flush directory page containing the inode's name.
4085                  */
4086                 error = bread(pvp, lblktodoff(fs, lbn), blksize(fs, VTOI(pvp), lbn), &bp);
4087                 if (error == 0)
4088                         error = bwrite(bp);
4089                 vput(pvp);
4090                 if (error != 0) {
4091                         return (error);
4092                 }
4093                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4094                 if (inodedep_lookup(fs, ip->i_number, 0, &inodedep) == 0)
4095                         break;
4096         }
4097         FREE_LOCK(&lk);
4098         return (0);
4099 }
4100
4101 /*
4102  * Flush all the dirty bitmaps associated with the block device
4103  * before flushing the rest of the dirty blocks so as to reduce
4104  * the number of dependencies that will have to be rolled back.
4105  */
4106 static int softdep_fsync_mountdev_bp(struct buf *bp, void *data);
4107
4108 void
4109 softdep_fsync_mountdev(struct vnode *vp)
4110 {
4111         if (!vn_isdisk(vp, NULL))
4112                 panic("softdep_fsync_mountdev: vnode not a disk");
4113         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4114         lwkt_gettoken(&vp->v_token);
4115         RB_SCAN(buf_rb_tree, &vp->v_rbdirty_tree, NULL,
4116                 softdep_fsync_mountdev_bp, vp);
4117         lwkt_reltoken(&vp->v_token);
4118         drain_output(vp, 1);
4119         FREE_LOCK(&lk);
4120 }
4121
4122 static int
4123 softdep_fsync_mountdev_bp(struct buf *bp, void *data)
4124 {
4125         struct worklist *wk;
4126         struct vnode *vp = data;
4127
4128         /*
4129          * If it is already scheduled, skip to the next buffer.
4130          */
4131         if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT))
4132                 return(0);
4133         if (bp->b_vp != vp || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
4134                 BUF_UNLOCK(bp);
4135                 kprintf("softdep_fsync_mountdev_bp: warning, buffer %p ripped out from under vnode %p\n", bp, vp);
4136                 return(0);
4137         }
4138         /*
4139          * We are only interested in bitmaps with outstanding
4140          * dependencies.
4141          */
4142         if ((wk = LIST_FIRST(&bp->b_dep)) == NULL ||
4143             wk->wk_type != D_BMSAFEMAP) {
4144                 BUF_UNLOCK(bp);
4145                 return(0);
4146         }
4147         bremfree(bp);
4148         FREE_LOCK(&lk);
4149         (void) bawrite(bp);
4150         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4151         return(0);
4152 }
4153
4154 /*
4155  * This routine is called when we are trying to synchronously flush a
4156  * file. This routine must eliminate any filesystem metadata dependencies
4157  * so that the syncing routine can succeed by pushing the dirty blocks
4158  * associated with the file. If any I/O errors occur, they are returned.
4159  */
4160 struct softdep_sync_metadata_info {
4161         struct vnode *vp;
4162         int waitfor;
4163 };
4164
4165 static int softdep_sync_metadata_bp(struct buf *bp, void *data);
4166
4167 int
4168 softdep_sync_metadata(struct vnode *vp, struct thread *td)
4169 {
4170         struct softdep_sync_metadata_info info;
4171         int error, waitfor;
4172
4173         /*
4174          * Check whether this vnode is involved in a filesystem
4175          * that is doing soft dependency processing.
4176          */
4177         if (!vn_isdisk(vp, NULL)) {
4178                 if (!DOINGSOFTDEP(vp))
4179                         return (0);
4180         } else
4181                 if (vp->v_rdev->si_mountpoint == NULL ||
4182                     (vp->v_rdev->si_mountpoint->mnt_flag & MNT_SOFTDEP) == 0)
4183                         return (0);
4184         /*
4185          * Ensure that any direct block dependencies have been cleared.
4186          */
4187         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4188         if ((error = flush_inodedep_deps(VTOI(vp)->i_fs, VTOI(vp)->i_number))) {
4189                 FREE_LOCK(&lk);
4190                 return (error);
4191         }
4192         /*
4193          * For most files, the only metadata dependencies are the
4194          * cylinder group maps that allocate their inode or blocks.
4195          * The block allocation dependencies can be found by traversing
4196          * the dependency lists for any buffers that remain on their
4197          * dirty buffer list. The inode allocation dependency will
4198          * be resolved when the inode is updated with MNT_WAIT.
4199          * This work is done in two passes. The first pass grabs most
4200          * of the buffers and begins asynchronously writing them. The
4201          * only way to wait for these asynchronous writes is to sleep
4202          * on the filesystem vnode which may stay busy for a long time
4203          * if the filesystem is active. So, instead, we make a second
4204          * pass over the dependencies blocking on each write. In the
4205          * usual case we will be blocking against a write that we
4206          * initiated, so when it is done the dependency will have been
4207          * resolved. Thus the second pass is expected to end quickly.
4208          */
4209         waitfor = MNT_NOWAIT;
4210 top:
4211         /*
4212          * We must wait for any I/O in progress to finish so that
4213          * all potential buffers on the dirty list will be visible.
4214          */
4215         drain_output(vp, 1);
4216
4217         info.vp = vp;
4218         info.waitfor = waitfor;
4219         lwkt_gettoken(&vp->v_token);
4220         error = RB_SCAN(buf_rb_tree, &vp->v_rbdirty_tree, NULL,
4221                         softdep_sync_metadata_bp, &info);
4222         lwkt_reltoken(&vp->v_token);
4223         if (error < 0) {
4224                 FREE_LOCK(&lk);
4225                 return(-error); /* error code */
4226         }
4227
4228         /*
4229          * The brief unlock is to allow any pent up dependency
4230          * processing to be done.  Then proceed with the second pass.
4231          */
4232         if (waitfor & MNT_NOWAIT) {
4233                 waitfor = MNT_WAIT;
4234                 FREE_LOCK(&lk);
4235                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4236                 goto top;
4237         }
4238
4239         /*
4240          * If we have managed to get rid of all the dirty buffers,
4241          * then we are done. For certain directories and block
4242          * devices, we may need to do further work.
4243          *
4244          * We must wait for any I/O in progress to finish so that
4245          * all potential buffers on the dirty list will be visible.
4246          */
4247         drain_output(vp, 1);
4248         if (RB_EMPTY(&vp->v_rbdirty_tree)) {
4249                 FREE_LOCK(&lk);
4250                 return (0);
4251         }
4252
4253         FREE_LOCK(&lk);
4254         /*
4255          * If we are trying to sync a block device, some of its buffers may
4256          * contain metadata that cannot be written until the contents of some
4257          * partially written files have been written to disk. The only easy
4258          * way to accomplish this is to sync the entire filesystem (luckily
4259          * this happens rarely).
4260          */
4261         if (vn_isdisk(vp, NULL) &&
4262             vp->v_rdev &&
4263             vp->v_rdev->si_mountpoint && !vn_islocked(vp) &&
4264             (error = VFS_SYNC(vp->v_rdev->si_mountpoint, MNT_WAIT)) != 0)
4265                 return (error);
4266         return (0);
4267 }
4268
4269 static int
4270 softdep_sync_metadata_bp(struct buf *bp, void *data)
4271 {
4272         struct softdep_sync_metadata_info *info = data;
4273         struct pagedep *pagedep;
4274         struct allocdirect *adp;
4275         struct allocindir *aip;
4276         struct worklist *wk;
4277         struct buf *nbp;
4278         int error;
4279         int i;
4280
4281         if (getdirtybuf(&bp, MNT_WAIT) == 0) {
4282                 kprintf("softdep_sync_metadata_bp(1): caught buf %p going away\n", bp);
4283                 return (1);
4284         }
4285         if (bp->b_vp != info->vp || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
4286                 kprintf("softdep_sync_metadata_bp(2): caught buf %p going away vp %p\n", bp, info->vp);
4287                 BUF_UNLOCK(bp);
4288                 return(1);
4289         }
4290
4291         /*
4292          * As we hold the buffer locked, none of its dependencies
4293          * will disappear.
4294          */
4295         LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
4296                 switch (wk->wk_type) {
4297
4298                 case D_ALLOCDIRECT:
4299                         adp = WK_ALLOCDIRECT(wk);
4300                         if (adp->ad_state & DEPCOMPLETE)
4301                                 break;
4302                         nbp = adp->ad_buf;
4303                         if (getdirtybuf(&nbp, info->waitfor) == 0)
4304                                 break;
4305                         FREE_LOCK(&lk);
4306                         if (info->waitfor & MNT_NOWAIT) {
4307                                 bawrite(nbp);
4308                         } else if ((error = bwrite(nbp)) != 0) {
4309                                 bawrite(bp);
4310                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4311                                 return (-error);
4312                         }
4313                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4314                         break;
4315
4316                 case D_ALLOCINDIR:
4317                         aip = WK_ALLOCINDIR(wk);
4318                         if (aip->ai_state & DEPCOMPLETE)
4319                                 break;
4320                         nbp = aip->ai_buf;
4321                         if (getdirtybuf(&nbp, info->waitfor) == 0)
4322                                 break;
4323                         FREE_LOCK(&lk);
4324                         if (info->waitfor & MNT_NOWAIT) {
4325                                 bawrite(nbp);
4326                         } else if ((error = bwrite(nbp)) != 0) {
4327                                 bawrite(bp);
4328                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4329                                 return (-error);
4330                         }
4331                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4332                         break;
4333
4334                 case D_INDIRDEP:
4335                 restart:
4336
4337                         LIST_FOREACH(aip, &WK_INDIRDEP(wk)->ir_deplisthd, ai_next) {
4338                                 if (aip->ai_state & DEPCOMPLETE)
4339                                         continue;
4340                                 nbp = aip->ai_buf;
4341                                 if (getdirtybuf(&nbp, MNT_WAIT) == 0)
4342                                         goto restart;
4343                                 FREE_LOCK(&lk);
4344                                 if ((error = bwrite(nbp)) != 0) {
4345                                         bawrite(bp);
4346                                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4347                                         return (-error);
4348                                 }
4349                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4350                                 goto restart;
4351                         }
4352                         break;
4353
4354                 case D_INODEDEP:
4355                         if ((error = flush_inodedep_deps(WK_INODEDEP(wk)->id_fs,
4356                             WK_INODEDEP(wk)->id_ino)) != 0) {
4357                                 FREE_LOCK(&lk);
4358                                 bawrite(bp);
4359                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4360                                 return (-error);
4361                         }
4362                         break;
4363
4364                 case D_PAGEDEP:
4365                         /*
4366                          * We are trying to sync a directory that may
4367                          * have dependencies on both its own metadata
4368                          * and/or dependencies on the inodes of any
4369                          * recently allocated files. We walk its diradd
4370                          * lists pushing out the associated inode.
4371                          */
4372                         pagedep = WK_PAGEDEP(wk);
4373                         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
4374                                 if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_diraddhd[i]) == NULL)
4375                                         continue;
4376                                 if ((error =
4377                                     flush_pagedep_deps(info->vp,
4378                                                 pagedep->pd_mnt,
4379                                                 &pagedep->pd_diraddhd[i]))) {
4380                                         FREE_LOCK(&lk);
4381                                         bawrite(bp);
4382                                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4383                                         return (-error);
4384                                 }
4385                         }
4386                         break;
4387
4388                 case D_MKDIR:
4389                         /*
4390                          * This case should never happen if the vnode has
4391                          * been properly sync'ed. However, if this function
4392                          * is used at a place where the vnode has not yet
4393                          * been sync'ed, this dependency can show up. So,
4394                          * rather than panic, just flush it.
4395                          */
4396                         nbp = WK_MKDIR(wk)->md_buf;
4397                         if (getdirtybuf(&nbp, info->waitfor) == 0)
4398                                 break;
4399                         FREE_LOCK(&lk);
4400                         if (info->waitfor & MNT_NOWAIT) {
4401                                 bawrite(nbp);
4402                         } else if ((error = bwrite(nbp)) != 0) {
4403                                 bawrite(bp);
4404                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4405                                 return (-error);
4406                         }
4407                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4408                         break;
4409
4410                 case D_BMSAFEMAP:
4411                         /*
4412                          * This case should never happen if the vnode has
4413                          * been properly sync'ed. However, if this function
4414                          * is used at a place where the vnode has not yet
4415                          * been sync'ed, this dependency can show up. So,
4416                          * rather than panic, just flush it.
4417                          *
4418                          * nbp can wind up == bp if a device node for the
4419                          * same filesystem is being fsynced at the same time,
4420                          * leading to a panic if we don't catch the case.
4421                          */
4422                         nbp = WK_BMSAFEMAP(wk)->sm_buf;
4423                         if (nbp == bp)
4424                                 break;
4425                         if (getdirtybuf(&nbp, info->waitfor) == 0)
4426                                 break;
4427                         FREE_LOCK(&lk);
4428                         if (info->waitfor & MNT_NOWAIT) {
4429                                 bawrite(nbp);
4430                         } else if ((error = bwrite(nbp)) != 0) {
4431                                 bawrite(bp);
4432                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4433                                 return (-error);
4434                         }
4435                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4436                         break;
4437
4438                 default:
4439                         panic("softdep_sync_metadata: Unknown type %s",
4440                             TYPENAME(wk->wk_type));
4441                         /* NOTREACHED */
4442                 }
4443         }
4444         FREE_LOCK(&lk);
4445         bawrite(bp);
4446         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4447         return(0);
4448 }
4449
4450 /*
4451  * Flush the dependencies associated with an inodedep.
4452  * Called with splbio blocked.
4453  */
4454 static int
4455 flush_inodedep_deps(struct fs *fs, ino_t ino)
4456 {
4457         struct inodedep *inodedep;
4458         struct allocdirect *adp;
4459         int error, waitfor;
4460         struct buf *bp;
4461
4462         /*
4463          * This work is done in two passes. The first pass grabs most
4464          * of the buffers and begins asynchronously writing them. The
4465          * only way to wait for these asynchronous writes is to sleep
4466          * on the filesystem vnode which may stay busy for a long time
4467          * if the filesystem is active. So, instead, we make a second
4468          * pass over the dependencies blocking on each write. In the
4469          * usual case we will be blocking against a write that we
4470          * initiated, so when it is done the dependency will have been
4471          * resolved. Thus the second pass is expected to end quickly.
4472          * We give a brief window at the top of the loop to allow
4473          * any pending I/O to complete.
4474          */
4475         for (waitfor = MNT_NOWAIT; ; ) {
4476                 FREE_LOCK(&lk);
4477                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4478                 if (inodedep_lookup(fs, ino, 0, &inodedep) == 0)
4479                         return (0);
4480                 TAILQ_FOREACH(adp, &inodedep->id_inoupdt, ad_next) {
4481                         if (adp->ad_state & DEPCOMPLETE)
4482                                 continue;
4483                         bp = adp->ad_buf;
4484                         if (getdirtybuf(&bp, waitfor) == 0) {
4485                                 if (waitfor & MNT_NOWAIT)
4486                                         continue;
4487                                 break;
4488                         }
4489                         FREE_LOCK(&lk);
4490                         if (waitfor & MNT_NOWAIT) {
4491                                 bawrite(bp);
4492                         } else if ((error = bwrite(bp)) != 0) {
4493                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4494                                 return (error);
4495                         }
4496                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4497                         break;
4498                 }
4499                 if (adp != NULL)
4500                         continue;
4501                 TAILQ_FOREACH(adp, &inodedep->id_newinoupdt, ad_next) {
4502                         if (adp->ad_state & DEPCOMPLETE)
4503                                 continue;
4504                         bp = adp->ad_buf;
4505                         if (getdirtybuf(&bp, waitfor) == 0) {
4506                                 if (waitfor & MNT_NOWAIT)
4507                                         continue;
4508                                 break;
4509                         }
4510                         FREE_LOCK(&lk);
4511                         if (waitfor & MNT_NOWAIT) {
4512                                 bawrite(bp);
4513                         } else if ((error = bwrite(bp)) != 0) {
4514                                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4515                                 return (error);
4516                         }
4517                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4518                         break;
4519                 }
4520                 if (adp != NULL)
4521                         continue;
4522                 /*
4523                  * If pass2, we are done, otherwise do pass 2.
4524                  */
4525                 if (waitfor == MNT_WAIT)
4526                         break;
4527                 waitfor = MNT_WAIT;
4528         }
4529         /*
4530          * Try freeing inodedep in case all dependencies have been removed.
4531          */
4532         if (inodedep_lookup(fs, ino, 0, &inodedep) != 0)
4533                 (void) free_inodedep(inodedep);
4534         return (0);
4535 }
4536
4537 /*
4538  * Eliminate a pagedep dependency by flushing out all its diradd dependencies.
4539  * Called with splbio blocked.
4540  */
4541 static int
4542 flush_pagedep_deps(struct vnode *pvp, struct mount *mp,
4543                    struct diraddhd *diraddhdp)
4544 {
4545         struct inodedep *inodedep;
4546         struct ufsmount *ump;
4547         struct diradd *dap;
4548         struct worklist *wk;
4549         struct vnode *vp;
4550         int gotit, error = 0;
4551         struct buf *bp;
4552         ino_t inum;
4553
4554         ump = VFSTOUFS(mp);
4555         while ((dap = LIST_FIRST(diraddhdp)) != NULL) {
4556                 /*
4557                  * Flush ourselves if this directory entry
4558                  * has a MKDIR_PARENT dependency.
4559                  */
4560                 if (dap->da_state & MKDIR_PARENT) {
4561                         FREE_LOCK(&lk);
4562                         if ((error = ffs_update(pvp, 1)) != 0)
4563                                 break;
4564                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4565                         /*
4566                          * If that cleared dependencies, go on to next.
4567                          */
4568                         if (dap != LIST_FIRST(diraddhdp))
4569                                 continue;
4570                         if (dap->da_state & MKDIR_PARENT) {
4571                                 panic("flush_pagedep_deps: MKDIR_PARENT");
4572                         }
4573                 }
4574                 /*
4575                  * A newly allocated directory must have its "." and
4576                  * ".." entries written out before its name can be
4577                  * committed in its parent. We do not want or need
4578                  * the full semantics of a synchronous VOP_FSYNC as
4579                  * that may end up here again, once for each directory
4580                  * level in the filesystem. Instead, we push the blocks
4581                  * and wait for them to clear. We have to fsync twice
4582                  * because the first call may choose to defer blocks
4583                  * that still have dependencies, but deferral will
4584                  * happen at most once.
4585                  */
4586                 inum = dap->da_newinum;
4587                 if (dap->da_state & MKDIR_BODY) {
4588                         FREE_LOCK(&lk);
4589                         if ((error = VFS_VGET(mp, NULL, inum, &vp)) != 0)
4590                                 break;
4591                         if ((error=VOP_FSYNC(vp, MNT_NOWAIT, 0)) ||
4592                             (error=VOP_FSYNC(vp, MNT_NOWAIT, 0))) {
4593                                 vput(vp);
4594                                 break;
4595                         }
4596                         drain_output(vp, 0);
4597                         /*
4598                          * If first block is still dirty with a D_MKDIR
4599                          * dependency then it needs to be written now.
4600                          */
4601                         error = 0;
4602                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4603                         bp = findblk(vp, 0, FINDBLK_TEST);
4604                         if (bp == NULL) {
4605                                 FREE_LOCK(&lk);
4606                                 goto mkdir_body_continue;
4607                         }
4608                         LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list)
4609                                 if (wk->wk_type == D_MKDIR) {
4610                                         gotit = getdirtybuf(&bp, MNT_WAIT);
4611                                         FREE_LOCK(&lk);
4612                                         if (gotit && (error = bwrite(bp)) != 0)
4613                                                 goto mkdir_body_continue;
4614                                         break;
4615                                 }
4616                         if (wk == NULL)
4617                                 FREE_LOCK(&lk);
4618                 mkdir_body_continue:
4619                         vput(vp);
4620                         /* Flushing of first block failed. */
4621                         if (error)
4622                                 break;
4623                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4624                         /*
4625                          * If that cleared dependencies, go on to next.
4626                          */
4627                         if (dap != LIST_FIRST(diraddhdp))
4628                                 continue;
4629                         if (dap->da_state & MKDIR_BODY) {
4630                                 panic("flush_pagedep_deps: %p MKDIR_BODY", dap);
4631                         }
4632                 }
4633                 /*
4634                  * Flush the inode on which the directory entry depends.
4635                  * Having accounted for MKDIR_PARENT and MKDIR_BODY above,
4636                  * the only remaining dependency is that the updated inode
4637                  * count must get pushed to disk. The inode has already
4638                  * been pushed into its inode buffer (via VOP_UPDATE) at
4639                  * the time of the reference count change. So we need only
4640                  * locate that buffer, ensure that there will be no rollback
4641                  * caused by a bitmap dependency, then write the inode buffer.
4642                  */
4643 retry_lookup:
4644                 if (inodedep_lookup(ump->um_fs, inum, 0, &inodedep) == 0) {
4645                         panic("flush_pagedep_deps: lost inode");
4646                 }
4647                 /*
4648                  * If the inode still has bitmap dependencies,
4649                  * push them to disk.
4650                  */
4651                 if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) == 0) {
4652                         gotit = getdirtybuf(&inodedep->id_buf, MNT_WAIT);
4653                         if (gotit == 0)
4654                                 goto retry_lookup;
4655                         FREE_LOCK(&lk);
4656                         if (gotit && (error = bwrite(inodedep->id_buf)) != 0)
4657                                 break;
4658                         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4659                         if (dap != LIST_FIRST(diraddhdp))
4660                                 continue;
4661                 }
4662                 /*
4663                  * If the inode is still sitting in a buffer waiting
4664                  * to be written, push it to disk.
4665                  */
4666                 FREE_LOCK(&lk);
4667                 if ((error = bread(ump->um_devvp,
4668                         fsbtodoff(ump->um_fs, ino_to_fsba(ump->um_fs, inum)),
4669                     (int)ump->um_fs->fs_bsize, &bp)) != 0)
4670                         break;
4671                 if ((error = bwrite(bp)) != 0)
4672                         break;
4673                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4674                 /*
4675                  * If we have failed to get rid of all the dependencies
4676                  * then something is seriously wrong.
4677                  */
4678                 if (dap == LIST_FIRST(diraddhdp)) {
4679                         panic("flush_pagedep_deps: flush failed");
4680                 }
4681         }
4682         if (error)
4683                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4684         return (error);
4685 }
4686
4687 /*
4688  * A large burst of file addition or deletion activity can drive the
4689  * memory load excessively high. First attempt to slow things down
4690  * using the techniques below. If that fails, this routine requests
4691  * the offending operations to fall back to running synchronously
4692  * until the memory load returns to a reasonable level.
4693  */
4694 int
4695 softdep_slowdown(struct vnode *vp)
4696 {
4697         int max_softdeps_hard;
4698
4699         max_softdeps_hard = max_softdeps * 11 / 10;
4700         if (num_dirrem < max_softdeps_hard / 2 &&
4701             num_inodedep < max_softdeps_hard)
4702                 return (0);
4703         stat_sync_limit_hit += 1;
4704         return (1);
4705 }
4706
4707 /*
4708  * If memory utilization has gotten too high, deliberately slow things
4709  * down and speed up the I/O processing.
4710  */
4711 static int
4712 request_cleanup(int resource)
4713 {
4714         struct thread *td = curthread;          /* XXX */
4715
4716         KKASSERT(lock_held(&lk));
4717
4718         /*
4719          * We never hold up the filesystem syncer process.
4720          */
4721         if (td == filesys_syncer)
4722                 return (0);
4723         /*
4724          * First check to see if the work list has gotten backlogged.
4725          * If it has, co-opt this process to help clean up two entries.
4726          * Because this process may hold inodes locked, we cannot
4727          * handle any remove requests that might block on a locked
4728          * inode as that could lead to deadlock.
4729          */
4730         if (num_on_worklist > max_softdeps / 10) {
4731                 process_worklist_item(NULL, LK_NOWAIT);
4732                 process_worklist_item(NULL, LK_NOWAIT);
4733                 stat_worklist_push += 2;
4734                 return(1);
4735         }
4736
4737         /*
4738          * If we are resource constrained on inode dependencies, try
4739          * flushing some dirty inodes. Otherwise, we are constrained
4740          * by file deletions, so try accelerating flushes of directories
4741          * with removal dependencies. We would like to do the cleanup
4742          * here, but we probably hold an inode locked at this point and
4743          * that might deadlock against one that we try to clean. So,
4744          * the best that we can do is request the syncer daemon to do
4745          * the cleanup for us.
4746          */
4747         switch (resource) {
4748
4749         case FLUSH_INODES:
4750                 stat_ino_limit_push += 1;
4751                 req_clear_inodedeps += 1;
4752                 stat_countp = &stat_ino_limit_hit;
4753                 break;
4754
4755         case FLUSH_REMOVE:
4756                 stat_blk_limit_push += 1;
4757                 req_clear_remove += 1;
4758                 stat_countp = &stat_blk_limit_hit;
4759                 break;
4760
4761         default:
4762                 panic("request_cleanup: unknown type");
4763         }
4764         /*
4765          * Hopefully the syncer daemon will catch up and awaken us.
4766          * We wait at most tickdelay before proceeding in any case.
4767          */
4768         lksleep(&proc_waiting, &lk, 0, "softupdate",
4769                 tickdelay > 2 ? tickdelay : 2);
4770         return (1);
4771 }
4772
4773 /*
4774  * Flush out a directory with at least one removal dependency in an effort to
4775  * reduce the number of dirrem, freefile, and freeblks dependency structures.
4776  */
4777 static void
4778 clear_remove(struct thread *td)
4779 {
4780         struct pagedep_hashhead *pagedephd;
4781         struct pagedep *pagedep;
4782         static int next = 0;
4783         struct mount *mp;
4784         struct vnode *vp;
4785         int error, cnt;
4786         ino_t ino;
4787
4788         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4789         for (cnt = 0; cnt < pagedep_hash; cnt++) {
4790                 pagedephd = &pagedep_hashtbl[next++];
4791                 if (next >= pagedep_hash)
4792                         next = 0;
4793                 LIST_FOREACH(pagedep, pagedephd, pd_hash) {
4794                         if (LIST_FIRST(&pagedep->pd_dirremhd) == NULL)
4795                                 continue;
4796                         mp = pagedep->pd_mnt;
4797                         ino = pagedep->pd_ino;
4798                         FREE_LOCK(&lk);
4799                         if ((error = VFS_VGET(mp, NULL, ino, &vp)) != 0) {
4800                                 softdep_error("clear_remove: vget", error);
4801                                 return;
4802                         }
4803                         if ((error = VOP_FSYNC(vp, MNT_NOWAIT, 0)))
4804                                 softdep_error("clear_remove: fsync", error);
4805                         drain_output(vp, 0);
4806                         vput(vp);
4807                         return;
4808                 }
4809         }
4810         FREE_LOCK(&lk);
4811 }
4812
4813 /*
4814  * Clear out a block of dirty inodes in an effort to reduce
4815  * the number of inodedep dependency structures.
4816  */
4817 struct clear_inodedeps_info {
4818         struct fs *fs;
4819         struct mount *mp;
4820 };
4821
4822 static int
4823 clear_inodedeps_mountlist_callback(struct mount *mp, void *data)
4824 {
4825         struct clear_inodedeps_info *info = data;
4826
4827         if ((mp->mnt_flag & MNT_SOFTDEP) && info->fs == VFSTOUFS(mp)->um_fs) {
4828                 info->mp = mp;
4829                 return(-1);
4830         }
4831         return(0);
4832 }
4833
4834 static void
4835 clear_inodedeps(struct thread *td)
4836 {
4837         struct clear_inodedeps_info info;
4838         struct inodedep_hashhead *inodedephd;
4839         struct inodedep *inodedep;
4840         static int next = 0;
4841         struct vnode *vp;
4842         struct fs *fs;
4843         int error, cnt;
4844         ino_t firstino, lastino, ino;
4845
4846         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4847         /*
4848          * Pick a random inode dependency to be cleared.
4849          * We will then gather up all the inodes in its block
4850          * that have dependencies and flush them out.
4851          */
4852         inodedep = NULL;        /* avoid gcc warnings */
4853         for (cnt = 0; cnt < inodedep_hash; cnt++) {
4854                 inodedephd = &inodedep_hashtbl[next++];
4855                 if (next >= inodedep_hash)
4856                         next = 0;
4857                 if ((inodedep = LIST_FIRST(inodedephd)) != NULL)
4858                         break;
4859         }
4860         if (inodedep == NULL) {
4861                 FREE_LOCK(&lk);
4862                 return;
4863         }
4864         /*
4865          * Ugly code to find mount point given pointer to superblock.
4866          */
4867         fs = inodedep->id_fs;
4868         info.mp = NULL;
4869         info.fs = fs;
4870         mountlist_scan(clear_inodedeps_mountlist_callback,
4871                         &info, MNTSCAN_FORWARD|MNTSCAN_NOBUSY);
4872         /*
4873          * Find the last inode in the block with dependencies.
4874          */
4875         firstino = inodedep->id_ino & ~(INOPB(fs) - 1);
4876         for (lastino = firstino + INOPB(fs) - 1; lastino > firstino; lastino--)
4877                 if (inodedep_lookup(fs, lastino, 0, &inodedep) != 0)
4878                         break;
4879         /*
4880          * Asynchronously push all but the last inode with dependencies.
4881          * Synchronously push the last inode with dependencies to ensure
4882          * that the inode block gets written to free up the inodedeps.
4883          */
4884         for (ino = firstino; ino <= lastino; ino++) {
4885                 if (inodedep_lookup(fs, ino, 0, &inodedep) == 0)
4886                         continue;
4887                 FREE_LOCK(&lk);
4888                 if ((error = VFS_VGET(info.mp, NULL, ino, &vp)) != 0) {
4889                         softdep_error("clear_inodedeps: vget", error);
4890                         return;
4891                 }
4892                 if (ino == lastino) {
4893                         if ((error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, 0)))
4894                                 softdep_error("clear_inodedeps: fsync1", error);
4895                 } else {
4896                         if ((error = VOP_FSYNC(vp, MNT_NOWAIT, 0)))
4897                                 softdep_error("clear_inodedeps: fsync2", error);
4898                         drain_output(vp, 0);
4899                 }
4900                 vput(vp);
4901                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
4902         }
4903         FREE_LOCK(&lk);
4904 }
4905
4906 /*
4907  * Function to determine if the buffer has outstanding dependencies
4908  * that will cause a roll-back if the buffer is written. If wantcount
4909  * is set, return number of dependencies, otherwise just yes or no.
4910  *
4911  * bioops callback - hold io_token
4912  */
4913 static int
4914 softdep_count_dependencies(struct buf *bp, int wantcount)
4915 {
4916         struct worklist *wk;
4917         struct inodedep *inodedep;
4918         struct indirdep *indirdep;
4919         struct allocindir *aip;
4920         struct pagedep *pagedep;
4921         struct diradd *dap;
4922         int i, retval;
4923
4924         retval = 0;
4925         ACQUIRE_LOCK(&lk);
4926
4927         LIST_FOREACH(wk, &bp->b_dep, wk_list) {
4928                 switch (wk->wk_type) {
4929
4930                 case D_INODEDEP:
4931                         inodedep = WK_INODEDEP(wk);
4932                         if ((inodedep->id_state & DEPCOMPLETE) == 0) {
4933                                 /* bitmap allocation dependency */
4934                                 retval += 1;
4935                                 if (!wantcount)
4936                                         goto out;
4937                         }
4938                         if (TAILQ_FIRST(&inodedep->id_inoupdt)) {
4939                                 /* direct block pointer dependency */
4940                                 retval += 1;
4941                                 if (!wantcount)
4942                                         goto out;
4943                         }
4944                         continue;
4945
4946                 case D_INDIRDEP:
4947                         indirdep = WK_INDIRDEP(wk);
4948
4949                         LIST_FOREACH(aip, &indirdep->ir_deplisthd, ai_next) {
4950                                 /* indirect block pointer dependency */
4951                                 retval += 1;
4952                                 if (!wantcount)
4953                                         goto out;
4954                         }
4955                         continue;
4956
4957                 case D_PAGEDEP:
4958                         pagedep = WK_PAGEDEP(wk);
4959                         for (i = 0; i < DAHASHSZ; i++) {
4960
4961                                 LIST_FOREACH(dap, &pagedep->pd_diraddhd[i], da_pdlist) {
4962                                         /* directory entry dependency */
4963                                         retval += 1;
4964                                         if (!wantcount)
4965                                                 goto out;
4966                                 }
4967                         }
4968                         continue;
4969
4970                 case D_BMSAFEMAP:
4971                 case D_ALLOCDIRECT:
4972                 case D_ALLOCINDIR:
4973                 case D_MKDIR:
4974                         /* never a dependency on these blocks */
4975                         continue;
4976
4977                 default:
4978                         panic("softdep_check_for_rollback: Unexpected type %s",
4979                             TYPENAME(wk->wk_type));
4980                         /* NOTREACHED */
4981                 }
4982         }
4983 out:
4984         FREE_LOCK(&lk);
4985
4986         return retval;
4987 }
4988
4989 /*
4990  * Acquire exclusive access to a buffer. Requires softdep lock
4991  * to be held on entry. If waitfor is MNT_WAIT, may release/reacquire
4992  * softdep lock.
4993  *
4994  * Returns 1 if the buffer was locked, 0 if it was not locked or
4995  * if we had to block.
4996  *
4997  * NOTE!  In order to return 1 we must acquire the buffer lock prior
4998  *        to any release of &lk.  Once we release &lk it's all over.
4999  *        We may still have to block on the (type-stable) bp in that
5000  *        case, but we must then unlock it and return 0.
5001  */
5002 static int
5003 getdirtybuf(struct buf **bpp, int waitfor)
5004 {
5005         struct buf *bp;
5006         int error;
5007
5008         /*
5009          * If the contents of *bpp is NULL the caller presumably lost a race.
5010          */
5011         bp = *bpp;
5012         if (bp == NULL)
5013                 return (0);
5014
5015         /*
5016          * Try to obtain the buffer lock without deadlocking on &lk.
5017          */
5018         KKASSERT(lock_held(&lk));
5019         error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
5020         if (error == 0) {
5021                 /*
5022                  * If the buffer is no longer dirty the OS already wrote it
5023                  * out, return failure.
5024                  */
5025                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
5026                         BUF_UNLOCK(bp);
5027                         return (0);
5028                 }
5029
5030                 /*
5031                  * Finish nominal buffer locking sequence return success.
5032                  *
5033                  * Since we are not using a normal getblk(), and UFS
5034                  * isn't KVABIO aware, we must make sure that the bp
5035                  * is synchronized before returning it.
5036                  */
5037                 bremfree(bp);
5038                 bkvasync_all(bp);
5039                 return (1);
5040         }
5041
5042         /*
5043          * Failure case.
5044          *
5045          * If we are not being asked to wait, return 0 immediately.
5046          */
5047         if (waitfor != MNT_WAIT)
5048                 return (0);
5049
5050         /*
5051          * Once we release the softdep lock we can never return success,
5052          * but we still have to block on the type-stable buf for the caller
5053          * to be able to retry without livelocking the system.
5054          *
5055          * The caller will normally retry in this case.
5056          */
5057         FREE_LOCK(&lk);
5058         error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL);
5059         ACQUIRE_LOCK(&lk);
5060         if (error == 0)
5061                 BUF_UNLOCK(bp);
5062         return (0);
5063 }
5064
5065 /*
5066  * Wait for pending output on a vnode to complete.
5067  * Must be called with vnode locked.
5068  */
5069 static void
5070 drain_output(struct vnode *vp, int islocked)
5071 {
5072
5073         if (!islocked)
5074                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
5075         while (bio_track_active(&vp->v_track_write)) {
5076                 FREE_LOCK(&lk);
5077                 bio_track_wait(&vp->v_track_write, 0, 0);
5078                 ACQUIRE_LOCK(&lk);
5079         }
5080         if (!islocked)
5081                 FREE_LOCK(&lk);
5082 }
5083
5084 /*
5085  * Called whenever a buffer that is being invalidated or reallocated
5086  * contains dependencies. This should only happen if an I/O error has
5087  * occurred. The routine is called with the buffer locked.
5088  *
5089  * bioops callback - hold io_token
5090  */
5091 static void
5092 softdep_deallocate_dependencies(struct buf *bp)
5093 {
5094         /* nothing to do, mp lock not needed */
5095         if ((bp->b_flags & B_ERROR) == 0)
5096                 panic("softdep_deallocate_dependencies: dangling deps");
5097         softdep_error(bp->b_vp->v_mount->mnt_stat.f_mntfromname, bp->b_error);
5098         panic("softdep_deallocate_dependencies: unrecovered I/O error");
5099 }
5100
5101 /*
5102  * Function to handle asynchronous write errors in the filesystem.
5103  */
5104 void
5105 softdep_error(char *func, int error)
5106 {
5107         /* XXX should do something better! */
5108         kprintf("%s: got error %d while accessing filesystem\n", func, error);
5109 }