← Back to branch summary

~vojtech-horky/helenos/numa

« back to all changes in this revision

Viewing changes to uspace/srv/fs/fat/fat_idx.c

  • Committer: Martin Decky
  • Date: 2009-08-04 11:19:19 UTC
  • Revision ID: martin@uranus.dsrg.hide.ms.mff.cuni.cz-20090804111919-evyclddlr3v5lhmp
Initial import

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
uspace/srv/fs/fat/fat_idx.c
 
1
/*
 
2
 * Copyright (c) 2008 Jakub Jermar
 
3
 * All rights reserved.
 
4
 *
 
5
 * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
 
6
 * modification, are permitted provided that the following conditions
 
7
 * are met:
 
8
 *
 
9
 * - Redistributions of source code must retain the above copyright
 
10
 *   notice, this list of conditions and the following disclaimer.
 
11
 * - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
 
12
 *   notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
 
13
 *   documentation and/or other materials provided with the distribution.
 
14
 * - The name of the author may not be used to endorse or promote products
 
15
 *   derived from this software without specific prior written permission.
 
16
 *
 
17
 * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
 
18
 * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
 
19
 * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
 
20
 * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
 
21
 * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
 
22
 * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
 
23
 * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
 
24
 * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
 
25
 * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
 
26
 * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
 
27
 */
 
28
 
 
29
/** @addtogroup fs
 
30
 * @{
 
31
 */ 
 
32
 
 
33
/**
 
34
 * @file        fat_idx.c
 
35
 * @brief       Layer for translating FAT entities to VFS node indices.
 
36
 */
 
37
 
 
38
#include "fat.h"
 
39
#include "../../vfs/vfs.h"
 
40
#include <errno.h>
 
41
#include <string.h>
 
42
#include <adt/hash_table.h>
 
43
#include <adt/list.h>
 
44
#include <assert.h>
 
45
#include <fibril_sync.h>
 
46
 
 
47
/** Each instance of this type describes one interval of freed VFS indices. */
 
48
typedef struct {
 
49
        link_t          link;
 
50
        fs_index_t      first;
 
51
        fs_index_t      last;
 
52
} freed_t;
 
53
 
 
54
/**
 
55
 * Each instance of this type describes state of all VFS indices that
 
56
 * are currently unused.
 
57
 */
 
58
typedef struct {
 
59
        link_t          link;
 
60
        dev_handle_t    dev_handle;
 
61
 
 
62
        /** Next unassigned index. */
 
63
        fs_index_t      next;
 
64
        /** Number of remaining unassigned indices. */
 
65
        uint64_t        remaining;
 
66
 
 
67
        /** Sorted list of intervals of freed indices. */
 
68
        link_t          freed_head;
 
69
} unused_t;
 
70
 
 
71
/** Mutex protecting the list of unused structures. */
 
72
static FIBRIL_MUTEX_INITIALIZE(unused_lock);
 
73
 
 
74
/** List of unused structures. */
 
75
static LIST_INITIALIZE(unused_head);
 
76
 
 
77
static void unused_initialize(unused_t *u, dev_handle_t dev_handle)
 
78
{
 
79
        link_initialize(&u->link);
 
80
        u->dev_handle = dev_handle;
 
81
        u->next = 0;
 
82
        u->remaining = ((uint64_t)((fs_index_t)-1)) + 1;
 
83
        list_initialize(&u->freed_head);
 
84
}
 
85
 
 
86
static unused_t *unused_find(dev_handle_t dev_handle, bool lock)
 
87
{
 
88
        unused_t *u;
 
89
        link_t *l;
 
90
 
 
91
        if (lock)
 
92
                fibril_mutex_lock(&unused_lock);
 
93
        for (l = unused_head.next; l != &unused_head; l = l->next) {
 
94
                u = list_get_instance(l, unused_t, link);
 
95
                if (u->dev_handle == dev_handle) 
 
96
                        return u;
 
97
        }
 
98
        if (lock)
 
99
                fibril_mutex_unlock(&unused_lock);
 
100
        return NULL;
 
101
}
 
102
 
 
103
/** Mutex protecting the up_hash and ui_hash. */
 
104
static FIBRIL_MUTEX_INITIALIZE(used_lock);
 
105
 
 
106
/**
 
107
 * Global hash table of all used fat_idx_t structures.
 
108
 * The index structures are hashed by the dev_handle, parent node's first
 
109
 * cluster and index within the parent directory.
 
110
 */ 
 
111
static hash_table_t up_hash;
 
112
 
 
113
#define UPH_BUCKETS_LOG 12
 
114
#define UPH_BUCKETS     (1 << UPH_BUCKETS_LOG)
 
115
 
 
116
#define UPH_DH_KEY      0
 
117
#define UPH_PFC_KEY     1
 
118
#define UPH_PDI_KEY     2
 
119
 
 
120
static hash_index_t pos_hash(unsigned long key[])
 
121
{
 
122
        dev_handle_t dev_handle = (dev_handle_t)key[UPH_DH_KEY];
 
123
        fat_cluster_t pfc = (fat_cluster_t)key[UPH_PFC_KEY];
 
124
        unsigned pdi = (unsigned)key[UPH_PDI_KEY];
 
125
 
 
126
        hash_index_t h;
 
127
 
 
128
        /*
 
129
         * The least significant half of all bits are the least significant bits
 
130
         * of the parent node's first cluster.
 
131
         *
 
132
         * The least significant half of the most significant half of all bits
 
133
         * are the least significant bits of the node's dentry index within the
 
134
         * parent directory node.
 
135
         *
 
136
         * The most significant half of the most significant half of all bits
 
137
         * are the least significant bits of the device handle.
 
138
         */
 
139
        h = pfc & ((1 << (UPH_BUCKETS_LOG / 2)) - 1);
 
140
        h |= (pdi & ((1 << (UPH_BUCKETS_LOG / 4)) - 1)) <<
 
141
            (UPH_BUCKETS_LOG / 2); 
 
142
        h |= (dev_handle & ((1 << (UPH_BUCKETS_LOG / 4)) - 1)) <<
 
143
            (3 * (UPH_BUCKETS_LOG / 4));
 
144
 
 
145
        return h;
 
146
}
 
147
 
 
148
static int pos_compare(unsigned long key[], hash_count_t keys, link_t *item)
 
149
{
 
150
        dev_handle_t dev_handle = (dev_handle_t)key[UPH_DH_KEY];
 
151
        fat_cluster_t pfc = (fat_cluster_t)key[UPH_PFC_KEY];
 
152
        unsigned pdi = (unsigned)key[UPH_PDI_KEY];
 
153
        fat_idx_t *fidx = list_get_instance(item, fat_idx_t, uph_link);
 
154
 
 
155
        return (dev_handle == fidx->dev_handle) && (pfc == fidx->pfc) &&
 
156
            (pdi == fidx->pdi);
 
157
}
 
158
 
 
159
static void pos_remove_callback(link_t *item)
 
160
{
 
161
        /* nothing to do */
 
162
}
 
163
 
 
164
static hash_table_operations_t uph_ops = {
 
165
        .hash = pos_hash,
 
166
        .compare = pos_compare,
 
167
        .remove_callback = pos_remove_callback,
 
168
};
 
169
 
 
170
/**
 
171
 * Global hash table of all used fat_idx_t structures.
 
172
 * The index structures are hashed by the dev_handle and index.
 
173
 */
 
174
static hash_table_t ui_hash;
 
175
 
 
176
#define UIH_BUCKETS_LOG 12
 
177
#define UIH_BUCKETS     (1 << UIH_BUCKETS_LOG)
 
178
 
 
179
#define UIH_DH_KEY      0
 
180
#define UIH_INDEX_KEY   1
 
181
 
 
182
static hash_index_t idx_hash(unsigned long key[])
 
183
{
 
184
        dev_handle_t dev_handle = (dev_handle_t)key[UIH_DH_KEY];
 
185
        fs_index_t index = (fs_index_t)key[UIH_INDEX_KEY];
 
186
 
 
187
        hash_index_t h;
 
188
 
 
189
        h = dev_handle & ((1 << (UIH_BUCKETS_LOG / 2)) - 1);
 
190
        h |= (index & ((1 << (UIH_BUCKETS_LOG / 2)) - 1)) <<
 
191
            (UIH_BUCKETS_LOG / 2);
 
192
 
 
193
        return h;
 
194
}
 
195
 
 
196
static int idx_compare(unsigned long key[], hash_count_t keys, link_t *item)
 
197
{
 
198
        dev_handle_t dev_handle = (dev_handle_t)key[UIH_DH_KEY];
 
199
        fs_index_t index = (fs_index_t)key[UIH_INDEX_KEY];
 
200
        fat_idx_t *fidx = list_get_instance(item, fat_idx_t, uih_link);
 
201
 
 
202
        return (dev_handle == fidx->dev_handle) && (index == fidx->index);
 
203
}
 
204
 
 
205
static void idx_remove_callback(link_t *item)
 
206
{
 
207
        /* nothing to do */
 
208
}
 
209
 
 
210
static hash_table_operations_t uih_ops = {
 
211
        .hash = idx_hash,
 
212
        .compare = idx_compare,
 
213
        .remove_callback = idx_remove_callback,
 
214
};
 
215
 
 
216
/** Allocate a VFS index which is not currently in use. */
 
217
static bool fat_index_alloc(dev_handle_t dev_handle, fs_index_t *index)
 
218
{
 
219
        unused_t *u;
 
220
        
 
221
        assert(index);
 
222
        u = unused_find(dev_handle, true);
 
223
        if (!u)
 
224
                return false;   
 
225
 
 
226
        if (list_empty(&u->freed_head)) {
 
227
                if (u->remaining) { 
 
228
                        /*
 
229
                         * There are no freed indices, allocate one directly
 
230
                         * from the counter.
 
231
                         */
 
232
                        *index = u->next++;
 
233
                        --u->remaining;
 
234
                        fibril_mutex_unlock(&unused_lock);
 
235
                        return true;
 
236
                }
 
237
        } else {
 
238
                /* There are some freed indices which we can reuse. */
 
239
                freed_t *f = list_get_instance(u->freed_head.next, freed_t,
 
240
                    link);
 
241
                *index = f->first;
 
242
                if (f->first++ == f->last) {
 
243
                        /* Destroy the interval. */
 
244
                        list_remove(&f->link);
 
245
                        free(f);
 
246
                }
 
247
                fibril_mutex_unlock(&unused_lock);
 
248
                return true;
 
249
        }
 
250
        /*
 
251
         * We ran out of indices, which is extremely unlikely with FAT16, but
 
252
         * theoretically still possible (e.g. too many open unlinked nodes or
 
253
         * too many zero-sized nodes).
 
254
         */
 
255
        fibril_mutex_unlock(&unused_lock);
 
256
        return false;
 
257
}
 
258
 
 
259
/** If possible, coalesce two intervals of freed indices. */
 
260
static void try_coalesce_intervals(link_t *l, link_t *r, link_t *cur)
 
261
{
 
262
        freed_t *fl = list_get_instance(l, freed_t, link);
 
263
        freed_t *fr = list_get_instance(r, freed_t, link);
 
264
 
 
265
        if (fl->last + 1 == fr->first) {
 
266
                if (cur == l) {
 
267
                        fl->last = fr->last;
 
268
                        list_remove(r);
 
269
                        free(r);
 
270
                } else {
 
271
                        fr->first = fl->first;
 
272
                        list_remove(l);
 
273
                        free(l);
 
274
                }
 
275
        }
 
276
}
 
277
 
 
278
/** Free a VFS index, which is no longer in use. */
 
279
static void fat_index_free(dev_handle_t dev_handle, fs_index_t index)
 
280
{
 
281
        unused_t *u;
 
282
 
 
283
        u = unused_find(dev_handle, true);
 
284
        assert(u);
 
285
 
 
286
        if (u->next == index + 1) {
 
287
                /* The index can be returned directly to the counter. */
 
288
                u->next--;
 
289
                u->remaining++;
 
290
        } else {
 
291
                /*
 
292
                 * The index must be returned either to an existing freed
 
293
                 * interval or a new interval must be created.
 
294
                 */
 
295
                link_t *lnk;
 
296
                freed_t *n;
 
297
                for (lnk = u->freed_head.next; lnk != &u->freed_head;
 
298
                    lnk = lnk->next) {
 
299
                        freed_t *f = list_get_instance(lnk, freed_t, link);
 
300
                        if (f->first == index + 1) {
 
301
                                f->first--;
 
302
                                if (lnk->prev != &u->freed_head)
 
303
                                        try_coalesce_intervals(lnk->prev, lnk,
 
304
                                            lnk);
 
305
                                fibril_mutex_unlock(&unused_lock);
 
306
                                return;
 
307
                        }
 
308
                        if (f->last == index - 1) {
 
309
                                f->last++;
 
310
                                if (lnk->next != &u->freed_head)
 
311
                                        try_coalesce_intervals(lnk, lnk->next,
 
312
                                            lnk);
 
313
                                fibril_mutex_unlock(&unused_lock);
 
314
                                return;
 
315
                        }
 
316
                        if (index > f->first) {
 
317
                                n = malloc(sizeof(freed_t));
 
318
                                /* TODO: sleep until allocation succeeds */
 
319
                                assert(n);
 
320
                                link_initialize(&n->link);
 
321
                                n->first = index;
 
322
                                n->last = index;
 
323
                                list_insert_before(&n->link, lnk);
 
324
                                fibril_mutex_unlock(&unused_lock);
 
325
                                return;
 
326
                        }
 
327
 
 
328
                }
 
329
                /* The index will form the last interval. */
 
330
                n = malloc(sizeof(freed_t));
 
331
                /* TODO: sleep until allocation succeeds */
 
332
                assert(n);
 
333
                link_initialize(&n->link);
 
334
                n->first = index;
 
335
                n->last = index;
 
336
                list_append(&n->link, &u->freed_head);
 
337
        }
 
338
        fibril_mutex_unlock(&unused_lock);
 
339
}
 
340
 
 
341
static fat_idx_t *fat_idx_create(dev_handle_t dev_handle)
 
342
{
 
343
        fat_idx_t *fidx;
 
344
 
 
345
        fidx = (fat_idx_t *) malloc(sizeof(fat_idx_t));
 
346
        if (!fidx) 
 
347
                return NULL;
 
348
        if (!fat_index_alloc(dev_handle, &fidx->index)) {
 
349
                free(fidx);
 
350
                return NULL;
 
351
        }
 
352
                
 
353
        link_initialize(&fidx->uph_link);
 
354
        link_initialize(&fidx->uih_link);
 
355
        fibril_mutex_initialize(&fidx->lock);
 
356
        fidx->dev_handle = dev_handle;
 
357
        fidx->pfc = FAT_CLST_RES0;      /* no parent yet */
 
358
        fidx->pdi = 0;
 
359
        fidx->nodep = NULL;
 
360
 
 
361
        return fidx;
 
362
}
 
363
 
 
364
fat_idx_t *fat_idx_get_new(dev_handle_t dev_handle)
 
365
{
 
366
        fat_idx_t *fidx;
 
367
 
 
368
        fibril_mutex_lock(&used_lock);
 
369
        fidx = fat_idx_create(dev_handle);
 
370
        if (!fidx) {
 
371
                fibril_mutex_unlock(&used_lock);
 
372
                return NULL;
 
373
        }
 
374
                
 
375
        unsigned long ikey[] = {
 
376
                [UIH_DH_KEY] = dev_handle,
 
377
                [UIH_INDEX_KEY] = fidx->index,
 
378
        };
 
379
        
 
380
        hash_table_insert(&ui_hash, ikey, &fidx->uih_link);
 
381
        fibril_mutex_lock(&fidx->lock);
 
382
        fibril_mutex_unlock(&used_lock);
 
383
 
 
384
        return fidx;
 
385
}
 
386
 
 
387
fat_idx_t *
 
388
fat_idx_get_by_pos(dev_handle_t dev_handle, fat_cluster_t pfc, unsigned pdi)
 
389
{
 
390
        fat_idx_t *fidx;
 
391
        link_t *l;
 
392
        unsigned long pkey[] = {
 
393
                [UPH_DH_KEY] = dev_handle,
 
394
                [UPH_PFC_KEY] = pfc,
 
395
                [UPH_PDI_KEY] = pdi,
 
396
        };
 
397
 
 
398
        fibril_mutex_lock(&used_lock);
 
399
        l = hash_table_find(&up_hash, pkey);
 
400
        if (l) {
 
401
                fidx = hash_table_get_instance(l, fat_idx_t, uph_link);
 
402
        } else {
 
403
                fidx = fat_idx_create(dev_handle);
 
404
                if (!fidx) {
 
405
                        fibril_mutex_unlock(&used_lock);
 
406
                        return NULL;
 
407
                }
 
408
                
 
409
                unsigned long ikey[] = {
 
410
                        [UIH_DH_KEY] = dev_handle,
 
411
                        [UIH_INDEX_KEY] = fidx->index,
 
412
                };
 
413
        
 
414
                fidx->pfc = pfc;
 
415
                fidx->pdi = pdi;
 
416
 
 
417
                hash_table_insert(&up_hash, pkey, &fidx->uph_link);
 
418
                hash_table_insert(&ui_hash, ikey, &fidx->uih_link);
 
419
        }
 
420
        fibril_mutex_lock(&fidx->lock);
 
421
        fibril_mutex_unlock(&used_lock);
 
422
 
 
423
        return fidx;
 
424
}
 
425
 
 
426
void fat_idx_hashin(fat_idx_t *idx)
 
427
{
 
428
        unsigned long pkey[] = {
 
429
                [UPH_DH_KEY] = idx->dev_handle,
 
430
                [UPH_PFC_KEY] = idx->pfc,
 
431
                [UPH_PDI_KEY] = idx->pdi,
 
432
        };
 
433
 
 
434
        fibril_mutex_lock(&used_lock);
 
435
        hash_table_insert(&up_hash, pkey, &idx->uph_link);
 
436
        fibril_mutex_unlock(&used_lock);
 
437
}
 
438
 
 
439
void fat_idx_hashout(fat_idx_t *idx)
 
440
{
 
441
        unsigned long pkey[] = {
 
442
                [UPH_DH_KEY] = idx->dev_handle,
 
443
                [UPH_PFC_KEY] = idx->pfc,
 
444
                [UPH_PDI_KEY] = idx->pdi,
 
445
        };
 
446
 
 
447
        fibril_mutex_lock(&used_lock);
 
448
        hash_table_remove(&up_hash, pkey, 3);
 
449
        fibril_mutex_unlock(&used_lock);
 
450
}
 
451
 
 
452
fat_idx_t *
 
453
fat_idx_get_by_index(dev_handle_t dev_handle, fs_index_t index)
 
454
{
 
455
        fat_idx_t *fidx = NULL;
 
456
        link_t *l;
 
457
        unsigned long ikey[] = {
 
458
                [UIH_DH_KEY] = dev_handle,
 
459
                [UIH_INDEX_KEY] = index,
 
460
        };
 
461
 
 
462
        fibril_mutex_lock(&used_lock);
 
463
        l = hash_table_find(&ui_hash, ikey);
 
464
        if (l) {
 
465
                fidx = hash_table_get_instance(l, fat_idx_t, uih_link);
 
466
                fibril_mutex_lock(&fidx->lock);
 
467
        }
 
468
        fibril_mutex_unlock(&used_lock);
 
469
 
 
470
        return fidx;
 
471
}
 
472
 
 
473
/** Destroy the index structure.
 
474
 *
 
475
 * @param idx           The index structure to be destroyed.
 
476
 */
 
477
void fat_idx_destroy(fat_idx_t *idx)
 
478
{
 
479
        unsigned long ikey[] = {
 
480
                [UIH_DH_KEY] = idx->dev_handle,
 
481
                [UIH_INDEX_KEY] = idx->index,
 
482
        };
 
483
 
 
484
        assert(idx->pfc == FAT_CLST_RES0);
 
485
 
 
486
        fibril_mutex_lock(&used_lock);
 
487
        /*
 
488
         * Since we can only free unlinked nodes, the index structure is not
 
489
         * present in the position hash (uph). We therefore hash it out from
 
490
         * the index hash only.
 
491
         */
 
492
        hash_table_remove(&ui_hash, ikey, 2);
 
493
        fibril_mutex_unlock(&used_lock);
 
494
        /* Release the VFS index. */
 
495
        fat_index_free(idx->dev_handle, idx->index);
 
496
        /* Deallocate the structure. */
 
497
        free(idx);
 
498
}
 
499
 
 
500
int fat_idx_init(void)
 
501
{
 
502
        if (!hash_table_create(&up_hash, UPH_BUCKETS, 3, &uph_ops)) 
 
503
                return ENOMEM;
 
504
        if (!hash_table_create(&ui_hash, UIH_BUCKETS, 2, &uih_ops)) {
 
505
                hash_table_destroy(&up_hash);
 
506
                return ENOMEM;
 
507
        }
 
508
        return EOK;
 
509
}
 
510
 
 
511
void fat_idx_fini(void)
 
512
{
 
513
        /* We assume the hash tables are empty. */
 
514
        hash_table_destroy(&up_hash);
 
515
        hash_table_destroy(&ui_hash);
 
516
}
 
517
 
 
518
int fat_idx_init_by_dev_handle(dev_handle_t dev_handle)
 
519
{
 
520
        unused_t *u;
 
521
        int rc = EOK;
 
522
 
 
523
        u = (unused_t *) malloc(sizeof(unused_t));
 
524
        if (!u)
 
525
                return ENOMEM;
 
526
        unused_initialize(u, dev_handle);
 
527
        fibril_mutex_lock(&unused_lock);
 
528
        if (!unused_find(dev_handle, false))
 
529
                list_append(&u->link, &unused_head);
 
530
        else
 
531
                rc = EEXIST;
 
532
        fibril_mutex_unlock(&unused_lock);
 
533
        return rc;
 
534
}
 
535
 
 
536
void fat_idx_fini_by_dev_handle(dev_handle_t dev_handle)
 
537
{
 
538
        unused_t *u;
 
539
 
 
540
        u = unused_find(dev_handle, true);
 
541
        assert(u);
 
542
        list_remove(&u->link);
 
543
        fibril_mutex_unlock(&unused_lock);
 
544
 
 
545
        while (!list_empty(&u->freed_head)) {
 
546
                freed_t *f;
 
547
                f = list_get_instance(u->freed_head.next, freed_t, link);
 
548
                list_remove(&f->link);
 
549
                free(f);
 
550
        }
 
551
        free(u); 
 
552
}
 
553
 
 
554
/**
 
555
 * @}
 
556
 */