/*      $NetBSD: ffs_balloc.c,v 1.23 2023/03/13 22:17:24 christos Exp $ */
/* From NetBSD: ffs_balloc.c,v 1.25 2001/08/08 08:36:36 lukem Exp */

/*
* Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
*      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
*
* Redistribution and use in source and binary forms, with or without
* modification, are permitted provided that the following conditions
* are met:
* 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
*    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
* 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
*    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
*    documentation and/or other materials provided with the distribution.
* 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
*    may be used to endorse or promote products derived from this software
*    without specific prior written permission.
*
* THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
* ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
* IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
* ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
* FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
* DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
* OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
* HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
* LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
* OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
* SUCH DAMAGE.
*
*      @(#)ffs_balloc.c        8.8 (Berkeley) 6/16/95
*/

#if HAVE_NBTOOL_CONFIG_H
#include "nbtool_config.h"
#endif

#include <sys/cdefs.h>
#if defined(__RCSID) && !defined(__lint)
__RCSID("$NetBSD: ffs_balloc.c,v 1.23 2023/03/13 22:17:24 christos Exp $");
#endif  /* !__lint */

#include <sys/param.h>
#include <sys/time.h>

#include <assert.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#include "makefs.h"

#include <ufs/ufs/dinode.h>
#include <ufs/ufs/ufs_bswap.h>
#include <ufs/ffs/fs.h>

#include "ffs/buf.h"
#include "ffs/ufs_inode.h"
#include "ffs/ffs_extern.h"

static int ffs_balloc_ufs1(struct inode *, off_t, int, struct buf **);
static int ffs_balloc_ufs2(struct inode *, off_t, int, struct buf **);

/*
* Balloc defines the structure of file system storage
* by allocating the physical blocks on a device given
* the inode and the logical block number in a file.
*
* Assume: flags == B_SYNC | B_CLRBUF
*/

int
ffs_balloc(struct inode *ip, off_t offset, int bufsize, struct buf **bpp)
{
       if (ip->i_fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC ||
           ip->i_fs->fs_magic == FS_UFS2EA_MAGIC)
               return ffs_balloc_ufs2(ip, offset, bufsize, bpp);
       else
               return ffs_balloc_ufs1(ip, offset, bufsize, bpp);
}

static int
ffs_balloc_ufs1(struct inode *ip, off_t offset, int bufsize, struct buf **bpp)
{
       daddr_t lbn, lastlbn;
       int size;
       int32_t nb;
       struct buf *bp, *nbp;
       struct fs *fs = ip->i_fs;
       struct indir indirs[UFS_NIADDR + 2];
       daddr_t newb, pref;
       int32_t *bap;
       int osize, nsize, num, i, error;
       int32_t *allocblk, allociblk[UFS_NIADDR + 1];
       int32_t *allocib;
       const int needswap = UFS_FSNEEDSWAP(fs);

       lbn = ffs_lblkno(fs, offset);
       size = ffs_blkoff(fs, offset) + bufsize;
       if (bpp != NULL) {
               *bpp = NULL;
       }

       assert(size <= fs->fs_bsize);
       if (lbn < 0)
               return (EFBIG);

       /*
        * If the next write will extend the file into a new block,
        * and the file is currently composed of a fragment
        * this fragment has to be extended to be a full block.
        */

       lastlbn = ffs_lblkno(fs, ip->i_ffs1_size);
       if (lastlbn < UFS_NDADDR && lastlbn < lbn) {
               nb = lastlbn;
               osize = ffs_blksize(fs, ip, nb);
               if (osize < fs->fs_bsize && osize > 0) {
                       warnx("need to ffs_realloccg; not supported!");
                       abort();
               }
       }

       /*
        * The first UFS_NDADDR blocks are direct blocks
        */

       if (lbn < UFS_NDADDR) {
               nb = ufs_rw32(ip->i_ffs1_db[lbn], needswap);
               if (nb != 0 && ip->i_ffs1_size >= ffs_lblktosize(fs, lbn + 1)) {

                       /*
                        * The block is an already-allocated direct block
                        * and the file already extends past this block,
                        * thus this must be a whole block.
                        * Just read the block (if requested).
                        */

                       if (bpp != NULL) {
                               error = bread(ip->i_devvp, lbn, fs->fs_bsize,
                                   0, bpp);
                               if (error) {
                                       return (error);
                               }
                       }
                       return (0);
               }
               if (nb != 0) {

                       /*
                        * Consider need to reallocate a fragment.
                        */

                       osize = ffs_fragroundup(fs, ffs_blkoff(fs, ip->i_ffs1_size));
                       nsize = ffs_fragroundup(fs, size);
                       if (nsize <= osize) {

                               /*
                                * The existing block is already
                                * at least as big as we want.
                                * Just read the block (if requested).
                                */

                               if (bpp != NULL) {
                                       error = bread(ip->i_devvp, lbn, osize,
                                           0, bpp);
                                       if (error) {
                                               return error;
                                       }
                               }
                               return 0;
                       } else {
                               warnx("need to ffs_realloccg; not supported!");
                               abort();
                       }
               } else {

                       /*
                        * the block was not previously allocated,
                        * allocate a new block or fragment.
                        */

                       if (ip->i_ffs1_size < ffs_lblktosize(fs, lbn + 1))
                               nsize = ffs_fragroundup(fs, size);
                       else
                               nsize = fs->fs_bsize;
                       error = ffs_alloc(ip, lbn,
                           ffs_blkpref_ufs1(ip, lbn, (int)lbn,
                               &ip->i_ffs1_db[0]),
                               nsize, &newb);
                       if (error)
                               return (error);
                       if (bpp != NULL) {
                               bp = getblk(ip->i_devvp, lbn, nsize, 0, 0);
                               bp->b_blkno = FFS_FSBTODB(fs, newb);
                               clrbuf(bp);
                               *bpp = bp;
                       }
               }
               ip->i_ffs1_db[lbn] = ufs_rw32((int32_t)newb, needswap);
               return (0);
       }

       /*
        * Determine the number of levels of indirection.
        */

       pref = 0;
       if ((error = ufs_getlbns(ip, lbn, indirs, &num)) != 0)
               return (error);

       if (num < 1) {
               warnx("ffs_balloc: ufs_getlbns returned indirect block");
               abort();
       }

       /*
        * Fetch the first indirect block allocating if necessary.
        */

       --num;
       nb = ufs_rw32(ip->i_ffs1_ib[indirs[0].in_off], needswap);
       allocib = NULL;
       allocblk = allociblk;
       if (nb == 0) {
               pref = ffs_blkpref_ufs1(ip, lbn, 0, (int32_t *)0);
               error = ffs_alloc(ip, lbn, pref, (int)fs->fs_bsize, &newb);
               if (error)
                       return error;
               nb = newb;
               *allocblk++ = nb;
               bp = getblk(ip->i_devvp, indirs[1].in_lbn, fs->fs_bsize, 0, 0);
               bp->b_blkno = FFS_FSBTODB(fs, nb);
               clrbuf(bp);
               /*
                * Write synchronously so that indirect blocks
                * never point at garbage.
                */
               if ((error = bwrite(bp)) != 0)
                       return error;
               allocib = &ip->i_ffs1_ib[indirs[0].in_off];
               *allocib = ufs_rw32((int32_t)nb, needswap);
       }

       /*
        * Fetch through the indirect blocks, allocating as necessary.
        */

       for (i = 1;;) {
               error = bread(ip->i_devvp, indirs[i].in_lbn, fs->fs_bsize,
                   0, &bp);
               if (error) {
                       return error;
               }
               bap = (int32_t *)bp->b_data;
               nb = ufs_rw32(bap[indirs[i].in_off], needswap);
               if (i == num)
                       break;
               i++;
               if (nb != 0) {
                       brelse(bp, 0);
                       continue;
               }
               if (pref == 0)
                       pref = ffs_blkpref_ufs1(ip, lbn, 0, (int32_t *)0);
               error = ffs_alloc(ip, lbn, pref, (int)fs->fs_bsize, &newb);
               if (error) {
                       brelse(bp, 0);
                       return error;
               }
               nb = newb;
               *allocblk++ = nb;
               nbp = getblk(ip->i_devvp, indirs[i].in_lbn, fs->fs_bsize, 0, 0);
               nbp->b_blkno = FFS_FSBTODB(fs, nb);
               clrbuf(nbp);
               /*
                * Write synchronously so that indirect blocks
                * never point at garbage.
                */

               if ((error = bwrite(nbp)) != 0) {
                       brelse(bp, 0);
                       return error;
               }
               bap[indirs[i - 1].in_off] = ufs_rw32(nb, needswap);

               bwrite(bp);
       }

       /*
        * Get the data block, allocating if necessary.
        */

       if (nb == 0) {
               pref = ffs_blkpref_ufs1(ip, lbn, indirs[num].in_off, &bap[0]);
               error = ffs_alloc(ip, lbn, pref, (int)fs->fs_bsize, &newb);
               if (error) {
                       brelse(bp, 0);
                       return error;
               }
               nb = newb;
               *allocblk++ = nb;
               if (bpp != NULL) {
                       nbp = getblk(ip->i_devvp, lbn, fs->fs_bsize, 0, 0);
                       nbp->b_blkno = FFS_FSBTODB(fs, nb);
                       clrbuf(nbp);
                       *bpp = nbp;
               }
               bap[indirs[num].in_off] = ufs_rw32(nb, needswap);

               /*
                * If required, write synchronously, otherwise use
                * delayed write.
                */
               bwrite(bp);
               return (0);
       }
       brelse(bp, 0);
       if (bpp != NULL) {
               error = bread(ip->i_devvp, lbn, (int)fs->fs_bsize, 0, &nbp);
               if (error) {
                       return error;
               }
               *bpp = nbp;
       }
       return (0);
}

static int
ffs_balloc_ufs2(struct inode *ip, off_t offset, int bufsize, struct buf **bpp)
{
       daddr_t lbn, lastlbn;
       int size;
       struct buf *bp, *nbp;
       struct fs *fs = ip->i_fs;
       struct indir indirs[UFS_NIADDR + 2];
       daddr_t newb, pref, nb;
       int64_t *bap;
       int osize, nsize, num, i, error;
       int64_t *allocblk, allociblk[UFS_NIADDR + 1];
       int64_t *allocib;
       const int needswap = UFS_FSNEEDSWAP(fs);

       lbn = ffs_lblkno(fs, offset);
       size = ffs_blkoff(fs, offset) + bufsize;
       if (bpp != NULL) {
               *bpp = NULL;
       }

       assert(size <= fs->fs_bsize);
       if (lbn < 0)
               return (EFBIG);

       /*
        * If the next write will extend the file into a new block,
        * and the file is currently composed of a fragment
        * this fragment has to be extended to be a full block.
        */

       lastlbn = ffs_lblkno(fs, ip->i_ffs2_size);
       if (lastlbn < UFS_NDADDR && lastlbn < lbn) {
               nb = lastlbn;
               osize = ffs_blksize(fs, ip, nb);
               if (osize < fs->fs_bsize && osize > 0) {
                       warnx("need to ffs_realloccg; not supported!");
                       abort();
               }
       }

       /*
        * The first UFS_NDADDR blocks are direct blocks
        */

       if (lbn < UFS_NDADDR) {
               nb = ufs_rw64(ip->i_ffs2_db[lbn], needswap);
               if (nb != 0 && ip->i_ffs2_size >= ffs_lblktosize(fs, lbn + 1)) {

                       /*
                        * The block is an already-allocated direct block
                        * and the file already extends past this block,
                        * thus this must be a whole block.
                        * Just read the block (if requested).
                        */

                       if (bpp != NULL) {
                               error = bread(ip->i_devvp, lbn, fs->fs_bsize,
                                   0, bpp);
                               if (error) {
                                       return (error);
                               }
                       }
                       return (0);
               }
               if (nb != 0) {

                       /*
                        * Consider need to reallocate a fragment.
                        */

                       osize = ffs_fragroundup(fs, ffs_blkoff(fs, ip->i_ffs2_size));
                       nsize = ffs_fragroundup(fs, size);
                       if (nsize <= osize) {

                               /*
                                * The existing block is already
                                * at least as big as we want.
                                * Just read the block (if requested).
                                */

                               if (bpp != NULL) {
                                       error = bread(ip->i_devvp, lbn, osize,
                                           0, bpp);
                                       if (error) {
                                               return (error);
                                       }
                               }
                               return 0;
                       } else {
                               warnx("need to ffs_realloccg; not supported!");
                               abort();
                       }
               } else {

                       /*
                        * the block was not previously allocated,
                        * allocate a new block or fragment.
                        */

                       if (ip->i_ffs2_size < ffs_lblktosize(fs, lbn + 1))
                               nsize = ffs_fragroundup(fs, size);
                       else
                               nsize = fs->fs_bsize;
                       error = ffs_alloc(ip, lbn,
                           ffs_blkpref_ufs2(ip, lbn, (int)lbn,
                               &ip->i_ffs2_db[0]),
                               nsize, &newb);
                       if (error)
                               return (error);
                       if (bpp != NULL) {
                               bp = getblk(ip->i_devvp, lbn, nsize, 0, 0);
                               bp->b_blkno = FFS_FSBTODB(fs, newb);
                               clrbuf(bp);
                               *bpp = bp;
                       }
               }
               ip->i_ffs2_db[lbn] = ufs_rw64(newb, needswap);
               return (0);
       }

       /*
        * Determine the number of levels of indirection.
        */

       pref = 0;
       if ((error = ufs_getlbns(ip, lbn, indirs, &num)) != 0)
               return (error);

       if (num < 1) {
               warnx("ffs_balloc: ufs_getlbns returned indirect block");
               abort();
       }

       /*
        * Fetch the first indirect block allocating if necessary.
        */

       --num;
       nb = ufs_rw64(ip->i_ffs2_ib[indirs[0].in_off], needswap);
       allocib = NULL;
       allocblk = allociblk;
       if (nb == 0) {
               pref = ffs_blkpref_ufs2(ip, lbn, 0, (int64_t *)0);
               error = ffs_alloc(ip, lbn, pref, (int)fs->fs_bsize, &newb);
               if (error)
                       return error;
               nb = newb;
               *allocblk++ = nb;
               bp = getblk(ip->i_devvp, indirs[1].in_lbn, fs->fs_bsize, 0, 0);
               bp->b_blkno = FFS_FSBTODB(fs, nb);
               clrbuf(bp);
               /*
                * Write synchronously so that indirect blocks
                * never point at garbage.
                */
               if ((error = bwrite(bp)) != 0)
                       return error;
               allocib = &ip->i_ffs2_ib[indirs[0].in_off];
               *allocib = ufs_rw64(nb, needswap);
       }

       /*
        * Fetch through the indirect blocks, allocating as necessary.
        */

       for (i = 1;;) {
               error = bread(ip->i_devvp, indirs[i].in_lbn, fs->fs_bsize,
                   0, &bp);
               if (error) {
                       return error;
               }
               bap = (int64_t *)bp->b_data;
               nb = ufs_rw64(bap[indirs[i].in_off], needswap);
               if (i == num)
                       break;
               i++;
               if (nb != 0) {
                       brelse(bp, 0);
                       continue;
               }
               if (pref == 0)
                       pref = ffs_blkpref_ufs2(ip, lbn, 0, (int64_t *)0);
               error = ffs_alloc(ip, lbn, pref, (int)fs->fs_bsize, &newb);
               if (error) {
                       brelse(bp, 0);
                       return error;
               }
               nb = newb;
               *allocblk++ = nb;
               nbp = getblk(ip->i_devvp, indirs[i].in_lbn, fs->fs_bsize, 0, 0);
               nbp->b_blkno = FFS_FSBTODB(fs, nb);
               clrbuf(nbp);
               /*
                * Write synchronously so that indirect blocks
                * never point at garbage.
                */

               if ((error = bwrite(nbp)) != 0) {
                       brelse(bp, 0);
                       return error;
               }
               bap[indirs[i - 1].in_off] = ufs_rw64(nb, needswap);

               bwrite(bp);
       }

       /*
        * Get the data block, allocating if necessary.
        */

       if (nb == 0) {
               pref = ffs_blkpref_ufs2(ip, lbn, indirs[num].in_off, &bap[0]);
               error = ffs_alloc(ip, lbn, pref, (int)fs->fs_bsize, &newb);
               if (error) {
                       brelse(bp, 0);
                       return error;
               }
               nb = newb;
               *allocblk++ = nb;
               if (bpp != NULL) {
                       nbp = getblk(ip->i_devvp, lbn, fs->fs_bsize, 0, 0);
                       nbp->b_blkno = FFS_FSBTODB(fs, nb);
                       clrbuf(nbp);
                       *bpp = nbp;
               }
               bap[indirs[num].in_off] = ufs_rw64(nb, needswap);

               /*
                * If required, write synchronously, otherwise use
                * delayed write.
                */
               bwrite(bp);
               return (0);
       }
       brelse(bp, 0);
       if (bpp != NULL) {
               error = bread(ip->i_devvp, lbn, (int)fs->fs_bsize, 0,
                   &nbp);
               if (error) {
                       brelse(nbp, 0);
                       return error;
               }
               *bpp = nbp;
       }
       return (0);
}