Merge tag 'kvm-ppc-fixes-4.19-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[sfrench/cifs-2.6.git] / fs / xfs / xfs_iomap.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (c) 2000-2006 Silicon Graphics, Inc.
4  * Copyright (c) 2016-2018 Christoph Hellwig.
5  * All Rights Reserved.
6  */
7 #include <linux/iomap.h>
8 #include "xfs.h"
9 #include "xfs_fs.h"
10 #include "xfs_shared.h"
11 #include "xfs_format.h"
12 #include "xfs_log_format.h"
13 #include "xfs_trans_resv.h"
14 #include "xfs_mount.h"
15 #include "xfs_defer.h"
16 #include "xfs_inode.h"
17 #include "xfs_btree.h"
18 #include "xfs_bmap_btree.h"
19 #include "xfs_bmap.h"
20 #include "xfs_bmap_util.h"
21 #include "xfs_errortag.h"
22 #include "xfs_error.h"
23 #include "xfs_trans.h"
24 #include "xfs_trans_space.h"
25 #include "xfs_inode_item.h"
26 #include "xfs_iomap.h"
27 #include "xfs_trace.h"
28 #include "xfs_icache.h"
29 #include "xfs_quota.h"
30 #include "xfs_dquot_item.h"
31 #include "xfs_dquot.h"
32 #include "xfs_reflink.h"
33
34
35 #define XFS_WRITEIO_ALIGN(mp,off)       (((off) >> mp->m_writeio_log) \
36                                                 << mp->m_writeio_log)
37
38 void
39 xfs_bmbt_to_iomap(
40         struct xfs_inode        *ip,
41         struct iomap            *iomap,
42         struct xfs_bmbt_irec    *imap)
43 {
44         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
45
46         if (imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK) {
47                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
48                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
49         } else if (imap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK) {
50                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
51                 iomap->type = IOMAP_DELALLOC;
52         } else {
53                 iomap->addr = BBTOB(xfs_fsb_to_db(ip, imap->br_startblock));
54                 if (imap->br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN)
55                         iomap->type = IOMAP_UNWRITTEN;
56                 else
57                         iomap->type = IOMAP_MAPPED;
58         }
59         iomap->offset = XFS_FSB_TO_B(mp, imap->br_startoff);
60         iomap->length = XFS_FSB_TO_B(mp, imap->br_blockcount);
61         iomap->bdev = xfs_find_bdev_for_inode(VFS_I(ip));
62         iomap->dax_dev = xfs_find_daxdev_for_inode(VFS_I(ip));
63 }
64
65 xfs_extlen_t
66 xfs_eof_alignment(
67         struct xfs_inode        *ip,
68         xfs_extlen_t            extsize)
69 {
70         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
71         xfs_extlen_t            align = 0;
72
73         if (!XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)) {
74                 /*
75                  * Round up the allocation request to a stripe unit
76                  * (m_dalign) boundary if the file size is >= stripe unit
77                  * size, and we are allocating past the allocation eof.
78                  *
79                  * If mounted with the "-o swalloc" option the alignment is
80                  * increased from the strip unit size to the stripe width.
81                  */
82                 if (mp->m_swidth && (mp->m_flags & XFS_MOUNT_SWALLOC))
83                         align = mp->m_swidth;
84                 else if (mp->m_dalign)
85                         align = mp->m_dalign;
86
87                 if (align && XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, align))
88                         align = 0;
89         }
90
91         /*
92          * Always round up the allocation request to an extent boundary
93          * (when file on a real-time subvolume or has di_extsize hint).
94          */
95         if (extsize) {
96                 if (align)
97                         align = roundup_64(align, extsize);
98                 else
99                         align = extsize;
100         }
101
102         return align;
103 }
104
105 STATIC int
106 xfs_iomap_eof_align_last_fsb(
107         struct xfs_inode        *ip,
108         xfs_extlen_t            extsize,
109         xfs_fileoff_t           *last_fsb)
110 {
111         xfs_extlen_t            align = xfs_eof_alignment(ip, extsize);
112
113         if (align) {
114                 xfs_fileoff_t   new_last_fsb = roundup_64(*last_fsb, align);
115                 int             eof, error;
116
117                 error = xfs_bmap_eof(ip, new_last_fsb, XFS_DATA_FORK, &eof);
118                 if (error)
119                         return error;
120                 if (eof)
121                         *last_fsb = new_last_fsb;
122         }
123         return 0;
124 }
125
126 STATIC int
127 xfs_alert_fsblock_zero(
128         xfs_inode_t     *ip,
129         xfs_bmbt_irec_t *imap)
130 {
131         xfs_alert_tag(ip->i_mount, XFS_PTAG_FSBLOCK_ZERO,
132                         "Access to block zero in inode %llu "
133                         "start_block: %llx start_off: %llx "
134                         "blkcnt: %llx extent-state: %x",
135                 (unsigned long long)ip->i_ino,
136                 (unsigned long long)imap->br_startblock,
137                 (unsigned long long)imap->br_startoff,
138                 (unsigned long long)imap->br_blockcount,
139                 imap->br_state);
140         return -EFSCORRUPTED;
141 }
142
143 int
144 xfs_iomap_write_direct(
145         xfs_inode_t     *ip,
146         xfs_off_t       offset,
147         size_t          count,
148         xfs_bmbt_irec_t *imap,
149         int             nmaps)
150 {
151         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
152         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
153         xfs_fileoff_t   last_fsb;
154         xfs_filblks_t   count_fsb, resaligned;
155         xfs_extlen_t    extsz;
156         int             nimaps;
157         int             quota_flag;
158         int             rt;
159         xfs_trans_t     *tp;
160         uint            qblocks, resblks, resrtextents;
161         int             error;
162         int             lockmode;
163         int             bmapi_flags = XFS_BMAPI_PREALLOC;
164         uint            tflags = 0;
165
166         rt = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip);
167         extsz = xfs_get_extsz_hint(ip);
168         lockmode = XFS_ILOCK_SHARED;    /* locked by caller */
169
170         ASSERT(xfs_isilocked(ip, lockmode));
171
172         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
173         last_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, ((xfs_ufsize_t)(offset + count)));
174         if ((offset + count) > XFS_ISIZE(ip)) {
175                 /*
176                  * Assert that the in-core extent list is present since this can
177                  * call xfs_iread_extents() and we only have the ilock shared.
178                  * This should be safe because the lock was held around a bmapi
179                  * call in the caller and we only need it to access the in-core
180                  * list.
181                  */
182                 ASSERT(XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK)->if_flags &
183                                                                 XFS_IFEXTENTS);
184                 error = xfs_iomap_eof_align_last_fsb(ip, extsz, &last_fsb);
185                 if (error)
186                         goto out_unlock;
187         } else {
188                 if (nmaps && (imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK))
189                         last_fsb = min(last_fsb, (xfs_fileoff_t)
190                                         imap->br_blockcount +
191                                         imap->br_startoff);
192         }
193         count_fsb = last_fsb - offset_fsb;
194         ASSERT(count_fsb > 0);
195         resaligned = xfs_aligned_fsb_count(offset_fsb, count_fsb, extsz);
196
197         if (unlikely(rt)) {
198                 resrtextents = qblocks = resaligned;
199                 resrtextents /= mp->m_sb.sb_rextsize;
200                 resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0);
201                 quota_flag = XFS_QMOPT_RES_RTBLKS;
202         } else {
203                 resrtextents = 0;
204                 resblks = qblocks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, resaligned);
205                 quota_flag = XFS_QMOPT_RES_REGBLKS;
206         }
207
208         /*
209          * Drop the shared lock acquired by the caller, attach the dquot if
210          * necessary and move on to transaction setup.
211          */
212         xfs_iunlock(ip, lockmode);
213         error = xfs_qm_dqattach(ip);
214         if (error)
215                 return error;
216
217         /*
218          * For DAX, we do not allocate unwritten extents, but instead we zero
219          * the block before we commit the transaction.  Ideally we'd like to do
220          * this outside the transaction context, but if we commit and then crash
221          * we may not have zeroed the blocks and this will be exposed on
222          * recovery of the allocation. Hence we must zero before commit.
223          *
224          * Further, if we are mapping unwritten extents here, we need to zero
225          * and convert them to written so that we don't need an unwritten extent
226          * callback for DAX. This also means that we need to be able to dip into
227          * the reserve block pool for bmbt block allocation if there is no space
228          * left but we need to do unwritten extent conversion.
229          */
230         if (IS_DAX(VFS_I(ip))) {
231                 bmapi_flags = XFS_BMAPI_CONVERT | XFS_BMAPI_ZERO;
232                 if (imap->br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN) {
233                         tflags |= XFS_TRANS_RESERVE;
234                         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
235                 }
236         }
237         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, resrtextents,
238                         tflags, &tp);
239         if (error)
240                 return error;
241
242         lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
243         xfs_ilock(ip, lockmode);
244
245         error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(tp, ip, qblocks, 0, quota_flag);
246         if (error)
247                 goto out_trans_cancel;
248
249         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
250
251         /*
252          * From this point onwards we overwrite the imap pointer that the
253          * caller gave to us.
254          */
255         nimaps = 1;
256         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
257                                 bmapi_flags, resblks, imap, &nimaps);
258         if (error)
259                 goto out_res_cancel;
260
261         /*
262          * Complete the transaction
263          */
264         error = xfs_trans_commit(tp);
265         if (error)
266                 goto out_unlock;
267
268         /*
269          * Copy any maps to caller's array and return any error.
270          */
271         if (nimaps == 0) {
272                 error = -ENOSPC;
273                 goto out_unlock;
274         }
275
276         if (!(imap->br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
277                 error = xfs_alert_fsblock_zero(ip, imap);
278
279 out_unlock:
280         xfs_iunlock(ip, lockmode);
281         return error;
282
283 out_res_cancel:
284         xfs_trans_unreserve_quota_nblks(tp, ip, (long)qblocks, 0, quota_flag);
285 out_trans_cancel:
286         xfs_trans_cancel(tp);
287         goto out_unlock;
288 }
289
290 STATIC bool
291 xfs_quota_need_throttle(
292         struct xfs_inode *ip,
293         int type,
294         xfs_fsblock_t alloc_blocks)
295 {
296         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
297
298         if (!dq || !xfs_this_quota_on(ip->i_mount, type))
299                 return false;
300
301         /* no hi watermark, no throttle */
302         if (!dq->q_prealloc_hi_wmark)
303                 return false;
304
305         /* under the lo watermark, no throttle */
306         if (dq->q_res_bcount + alloc_blocks < dq->q_prealloc_lo_wmark)
307                 return false;
308
309         return true;
310 }
311
312 STATIC void
313 xfs_quota_calc_throttle(
314         struct xfs_inode *ip,
315         int type,
316         xfs_fsblock_t *qblocks,
317         int *qshift,
318         int64_t *qfreesp)
319 {
320         int64_t freesp;
321         int shift = 0;
322         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
323
324         /* no dq, or over hi wmark, squash the prealloc completely */
325         if (!dq || dq->q_res_bcount >= dq->q_prealloc_hi_wmark) {
326                 *qblocks = 0;
327                 *qfreesp = 0;
328                 return;
329         }
330
331         freesp = dq->q_prealloc_hi_wmark - dq->q_res_bcount;
332         if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_5_PCNT]) {
333                 shift = 2;
334                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_3_PCNT])
335                         shift += 2;
336                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_1_PCNT])
337                         shift += 2;
338         }
339
340         if (freesp < *qfreesp)
341                 *qfreesp = freesp;
342
343         /* only overwrite the throttle values if we are more aggressive */
344         if ((freesp >> shift) < (*qblocks >> *qshift)) {
345                 *qblocks = freesp;
346                 *qshift = shift;
347         }
348 }
349
350 /*
351  * If we are doing a write at the end of the file and there are no allocations
352  * past this one, then extend the allocation out to the file system's write
353  * iosize.
354  *
355  * If we don't have a user specified preallocation size, dynamically increase
356  * the preallocation size as the size of the file grows.  Cap the maximum size
357  * at a single extent or less if the filesystem is near full. The closer the
358  * filesystem is to full, the smaller the maximum prealocation.
359  *
360  * As an exception we don't do any preallocation at all if the file is smaller
361  * than the minimum preallocation and we are using the default dynamic
362  * preallocation scheme, as it is likely this is the only write to the file that
363  * is going to be done.
364  *
365  * We clean up any extra space left over when the file is closed in
366  * xfs_inactive().
367  */
368 STATIC xfs_fsblock_t
369 xfs_iomap_prealloc_size(
370         struct xfs_inode        *ip,
371         loff_t                  offset,
372         loff_t                  count,
373         struct xfs_iext_cursor  *icur)
374 {
375         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
376         struct xfs_ifork        *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK);
377         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
378         struct xfs_bmbt_irec    prev;
379         int                     shift = 0;
380         int64_t                 freesp;
381         xfs_fsblock_t           qblocks;
382         int                     qshift = 0;
383         xfs_fsblock_t           alloc_blocks = 0;
384
385         if (offset + count <= XFS_ISIZE(ip))
386                 return 0;
387
388         if (!(mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE) &&
389             (XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_writeio_blocks)))
390                 return 0;
391
392         /*
393          * If an explicit allocsize is set, the file is small, or we
394          * are writing behind a hole, then use the minimum prealloc:
395          */
396         if ((mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE) ||
397             XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_dalign) ||
398             !xfs_iext_peek_prev_extent(ifp, icur, &prev) ||
399             prev.br_startoff + prev.br_blockcount < offset_fsb)
400                 return mp->m_writeio_blocks;
401
402         /*
403          * Determine the initial size of the preallocation. We are beyond the
404          * current EOF here, but we need to take into account whether this is
405          * a sparse write or an extending write when determining the
406          * preallocation size.  Hence we need to look up the extent that ends
407          * at the current write offset and use the result to determine the
408          * preallocation size.
409          *
410          * If the extent is a hole, then preallocation is essentially disabled.
411          * Otherwise we take the size of the preceding data extent as the basis
412          * for the preallocation size. If the size of the extent is greater than
413          * half the maximum extent length, then use the current offset as the
414          * basis. This ensures that for large files the preallocation size
415          * always extends to MAXEXTLEN rather than falling short due to things
416          * like stripe unit/width alignment of real extents.
417          */
418         if (prev.br_blockcount <= (MAXEXTLEN >> 1))
419                 alloc_blocks = prev.br_blockcount << 1;
420         else
421                 alloc_blocks = XFS_B_TO_FSB(mp, offset);
422         if (!alloc_blocks)
423                 goto check_writeio;
424         qblocks = alloc_blocks;
425
426         /*
427          * MAXEXTLEN is not a power of two value but we round the prealloc down
428          * to the nearest power of two value after throttling. To prevent the
429          * round down from unconditionally reducing the maximum supported prealloc
430          * size, we round up first, apply appropriate throttling, round down and
431          * cap the value to MAXEXTLEN.
432          */
433         alloc_blocks = XFS_FILEOFF_MIN(roundup_pow_of_two(MAXEXTLEN),
434                                        alloc_blocks);
435
436         freesp = percpu_counter_read_positive(&mp->m_fdblocks);
437         if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_5_PCNT]) {
438                 shift = 2;
439                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_4_PCNT])
440                         shift++;
441                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_3_PCNT])
442                         shift++;
443                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_2_PCNT])
444                         shift++;
445                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_1_PCNT])
446                         shift++;
447         }
448
449         /*
450          * Check each quota to cap the prealloc size, provide a shift value to
451          * throttle with and adjust amount of available space.
452          */
453         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_USER, alloc_blocks))
454                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_USER, &qblocks, &qshift,
455                                         &freesp);
456         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, alloc_blocks))
457                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, &qblocks, &qshift,
458                                         &freesp);
459         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, alloc_blocks))
460                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, &qblocks, &qshift,
461                                         &freesp);
462
463         /*
464          * The final prealloc size is set to the minimum of free space available
465          * in each of the quotas and the overall filesystem.
466          *
467          * The shift throttle value is set to the maximum value as determined by
468          * the global low free space values and per-quota low free space values.
469          */
470         alloc_blocks = min(alloc_blocks, qblocks);
471         shift = max(shift, qshift);
472
473         if (shift)
474                 alloc_blocks >>= shift;
475         /*
476          * rounddown_pow_of_two() returns an undefined result if we pass in
477          * alloc_blocks = 0.
478          */
479         if (alloc_blocks)
480                 alloc_blocks = rounddown_pow_of_two(alloc_blocks);
481         if (alloc_blocks > MAXEXTLEN)
482                 alloc_blocks = MAXEXTLEN;
483
484         /*
485          * If we are still trying to allocate more space than is
486          * available, squash the prealloc hard. This can happen if we
487          * have a large file on a small filesystem and the above
488          * lowspace thresholds are smaller than MAXEXTLEN.
489          */
490         while (alloc_blocks && alloc_blocks >= freesp)
491                 alloc_blocks >>= 4;
492 check_writeio:
493         if (alloc_blocks < mp->m_writeio_blocks)
494                 alloc_blocks = mp->m_writeio_blocks;
495         trace_xfs_iomap_prealloc_size(ip, alloc_blocks, shift,
496                                       mp->m_writeio_blocks);
497         return alloc_blocks;
498 }
499
500 static int
501 xfs_file_iomap_begin_delay(
502         struct inode            *inode,
503         loff_t                  offset,
504         loff_t                  count,
505         struct iomap            *iomap)
506 {
507         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
508         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
509         struct xfs_ifork        *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK);
510         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
511         xfs_fileoff_t           maxbytes_fsb =
512                 XFS_B_TO_FSB(mp, mp->m_super->s_maxbytes);
513         xfs_fileoff_t           end_fsb;
514         int                     error = 0, eof = 0;
515         struct xfs_bmbt_irec    got;
516         struct xfs_iext_cursor  icur;
517         xfs_fsblock_t           prealloc_blocks = 0;
518
519         ASSERT(!XFS_IS_REALTIME_INODE(ip));
520         ASSERT(!xfs_get_extsz_hint(ip));
521
522         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
523
524         if (unlikely(XFS_TEST_ERROR(
525             (XFS_IFORK_FORMAT(ip, XFS_DATA_FORK) != XFS_DINODE_FMT_EXTENTS &&
526              XFS_IFORK_FORMAT(ip, XFS_DATA_FORK) != XFS_DINODE_FMT_BTREE),
527              mp, XFS_ERRTAG_BMAPIFORMAT))) {
528                 XFS_ERROR_REPORT(__func__, XFS_ERRLEVEL_LOW, mp);
529                 error = -EFSCORRUPTED;
530                 goto out_unlock;
531         }
532
533         XFS_STATS_INC(mp, xs_blk_mapw);
534
535         if (!(ifp->if_flags & XFS_IFEXTENTS)) {
536                 error = xfs_iread_extents(NULL, ip, XFS_DATA_FORK);
537                 if (error)
538                         goto out_unlock;
539         }
540
541         eof = !xfs_iext_lookup_extent(ip, ifp, offset_fsb, &icur, &got);
542         if (!eof && got.br_startoff <= offset_fsb) {
543                 if (xfs_is_reflink_inode(ip)) {
544                         bool            shared;
545
546                         end_fsb = min(XFS_B_TO_FSB(mp, offset + count),
547                                         maxbytes_fsb);
548                         xfs_trim_extent(&got, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb);
549                         error = xfs_reflink_reserve_cow(ip, &got, &shared);
550                         if (error)
551                                 goto out_unlock;
552                 }
553
554                 trace_xfs_iomap_found(ip, offset, count, 0, &got);
555                 goto done;
556         }
557
558         error = xfs_qm_dqattach_locked(ip, false);
559         if (error)
560                 goto out_unlock;
561
562         /*
563          * We cap the maximum length we map here to MAX_WRITEBACK_PAGES pages
564          * to keep the chunks of work done where somewhat symmetric with the
565          * work writeback does. This is a completely arbitrary number pulled
566          * out of thin air as a best guess for initial testing.
567          *
568          * Note that the values needs to be less than 32-bits wide until
569          * the lower level functions are updated.
570          */
571         count = min_t(loff_t, count, 1024 * PAGE_SIZE);
572         end_fsb = min(XFS_B_TO_FSB(mp, offset + count), maxbytes_fsb);
573
574         if (eof) {
575                 prealloc_blocks = xfs_iomap_prealloc_size(ip, offset, count,
576                                 &icur);
577                 if (prealloc_blocks) {
578                         xfs_extlen_t    align;
579                         xfs_off_t       end_offset;
580                         xfs_fileoff_t   p_end_fsb;
581
582                         end_offset = XFS_WRITEIO_ALIGN(mp, offset + count - 1);
583                         p_end_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, end_offset) +
584                                         prealloc_blocks;
585
586                         align = xfs_eof_alignment(ip, 0);
587                         if (align)
588                                 p_end_fsb = roundup_64(p_end_fsb, align);
589
590                         p_end_fsb = min(p_end_fsb, maxbytes_fsb);
591                         ASSERT(p_end_fsb > offset_fsb);
592                         prealloc_blocks = p_end_fsb - end_fsb;
593                 }
594         }
595
596 retry:
597         error = xfs_bmapi_reserve_delalloc(ip, XFS_DATA_FORK, offset_fsb,
598                         end_fsb - offset_fsb, prealloc_blocks, &got, &icur,
599                         eof);
600         switch (error) {
601         case 0:
602                 break;
603         case -ENOSPC:
604         case -EDQUOT:
605                 /* retry without any preallocation */
606                 trace_xfs_delalloc_enospc(ip, offset, count);
607                 if (prealloc_blocks) {
608                         prealloc_blocks = 0;
609                         goto retry;
610                 }
611                 /*FALLTHRU*/
612         default:
613                 goto out_unlock;
614         }
615
616         /*
617          * Flag newly allocated delalloc blocks with IOMAP_F_NEW so we punch
618          * them out if the write happens to fail.
619          */
620         iomap->flags |= IOMAP_F_NEW;
621         trace_xfs_iomap_alloc(ip, offset, count, 0, &got);
622 done:
623         if (isnullstartblock(got.br_startblock))
624                 got.br_startblock = DELAYSTARTBLOCK;
625
626         if (!got.br_startblock) {
627                 error = xfs_alert_fsblock_zero(ip, &got);
628                 if (error)
629                         goto out_unlock;
630         }
631
632         xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &got);
633
634 out_unlock:
635         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
636         return error;
637 }
638
639 /*
640  * Pass in a delayed allocate extent, convert it to real extents;
641  * return to the caller the extent we create which maps on top of
642  * the originating callers request.
643  *
644  * Called without a lock on the inode.
645  *
646  * We no longer bother to look at the incoming map - all we have to
647  * guarantee is that whatever we allocate fills the required range.
648  */
649 int
650 xfs_iomap_write_allocate(
651         xfs_inode_t     *ip,
652         int             whichfork,
653         xfs_off_t       offset,
654         xfs_bmbt_irec_t *imap,
655         unsigned int    *cow_seq)
656 {
657         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
658         struct xfs_ifork *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, whichfork);
659         xfs_fileoff_t   offset_fsb, last_block;
660         xfs_fileoff_t   end_fsb, map_start_fsb;
661         xfs_filblks_t   count_fsb;
662         xfs_trans_t     *tp;
663         int             nimaps;
664         int             error = 0;
665         int             flags = XFS_BMAPI_DELALLOC;
666         int             nres;
667
668         if (whichfork == XFS_COW_FORK)
669                 flags |= XFS_BMAPI_COWFORK | XFS_BMAPI_PREALLOC;
670
671         /*
672          * Make sure that the dquots are there.
673          */
674         error = xfs_qm_dqattach(ip);
675         if (error)
676                 return error;
677
678         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
679         count_fsb = imap->br_blockcount;
680         map_start_fsb = imap->br_startoff;
681
682         XFS_STATS_ADD(mp, xs_xstrat_bytes, XFS_FSB_TO_B(mp, count_fsb));
683
684         while (count_fsb != 0) {
685                 /*
686                  * Set up a transaction with which to allocate the
687                  * backing store for the file.  Do allocations in a
688                  * loop until we get some space in the range we are
689                  * interested in.  The other space that might be allocated
690                  * is in the delayed allocation extent on which we sit
691                  * but before our buffer starts.
692                  */
693                 nimaps = 0;
694                 while (nimaps == 0) {
695                         nres = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(mp, XFS_DATA_FORK);
696                         /*
697                          * We have already reserved space for the extent and any
698                          * indirect blocks when creating the delalloc extent,
699                          * there is no need to reserve space in this transaction
700                          * again.
701                          */
702                         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, 0,
703                                         0, XFS_TRANS_RESERVE, &tp);
704                         if (error)
705                                 return error;
706
707                         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
708                         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
709
710                         /*
711                          * it is possible that the extents have changed since
712                          * we did the read call as we dropped the ilock for a
713                          * while. We have to be careful about truncates or hole
714                          * punchs here - we are not allowed to allocate
715                          * non-delalloc blocks here.
716                          *
717                          * The only protection against truncation is the pages
718                          * for the range we are being asked to convert are
719                          * locked and hence a truncate will block on them
720                          * first.
721                          *
722                          * As a result, if we go beyond the range we really
723                          * need and hit an delalloc extent boundary followed by
724                          * a hole while we have excess blocks in the map, we
725                          * will fill the hole incorrectly and overrun the
726                          * transaction reservation.
727                          *
728                          * Using a single map prevents this as we are forced to
729                          * check each map we look for overlap with the desired
730                          * range and abort as soon as we find it. Also, given
731                          * that we only return a single map, having one beyond
732                          * what we can return is probably a bit silly.
733                          *
734                          * We also need to check that we don't go beyond EOF;
735                          * this is a truncate optimisation as a truncate sets
736                          * the new file size before block on the pages we
737                          * currently have locked under writeback. Because they
738                          * are about to be tossed, we don't need to write them
739                          * back....
740                          */
741                         nimaps = 1;
742                         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, XFS_ISIZE(ip));
743                         error = xfs_bmap_last_offset(ip, &last_block,
744                                                         XFS_DATA_FORK);
745                         if (error)
746                                 goto trans_cancel;
747
748                         last_block = XFS_FILEOFF_MAX(last_block, end_fsb);
749                         if ((map_start_fsb + count_fsb) > last_block) {
750                                 count_fsb = last_block - map_start_fsb;
751                                 if (count_fsb == 0) {
752                                         error = -EAGAIN;
753                                         goto trans_cancel;
754                                 }
755                         }
756
757                         /*
758                          * From this point onwards we overwrite the imap
759                          * pointer that the caller gave to us.
760                          */
761                         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, map_start_fsb,
762                                                 count_fsb, flags, nres, imap,
763                                                 &nimaps);
764                         if (error)
765                                 goto trans_cancel;
766
767                         error = xfs_trans_commit(tp);
768                         if (error)
769                                 goto error0;
770
771                         if (whichfork == XFS_COW_FORK)
772                                 *cow_seq = READ_ONCE(ifp->if_seq);
773                         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
774                 }
775
776                 /*
777                  * See if we were able to allocate an extent that
778                  * covers at least part of the callers request
779                  */
780                 if (!(imap->br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
781                         return xfs_alert_fsblock_zero(ip, imap);
782
783                 if ((offset_fsb >= imap->br_startoff) &&
784                     (offset_fsb < (imap->br_startoff +
785                                    imap->br_blockcount))) {
786                         XFS_STATS_INC(mp, xs_xstrat_quick);
787                         return 0;
788                 }
789
790                 /*
791                  * So far we have not mapped the requested part of the
792                  * file, just surrounding data, try again.
793                  */
794                 count_fsb -= imap->br_blockcount;
795                 map_start_fsb = imap->br_startoff + imap->br_blockcount;
796         }
797
798 trans_cancel:
799         xfs_trans_cancel(tp);
800 error0:
801         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
802         return error;
803 }
804
805 int
806 xfs_iomap_write_unwritten(
807         xfs_inode_t     *ip,
808         xfs_off_t       offset,
809         xfs_off_t       count,
810         bool            update_isize)
811 {
812         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
813         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
814         xfs_filblks_t   count_fsb;
815         xfs_filblks_t   numblks_fsb;
816         int             nimaps;
817         xfs_trans_t     *tp;
818         xfs_bmbt_irec_t imap;
819         struct inode    *inode = VFS_I(ip);
820         xfs_fsize_t     i_size;
821         uint            resblks;
822         int             error;
823
824         trace_xfs_unwritten_convert(ip, offset, count);
825
826         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
827         count_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, (xfs_ufsize_t)offset + count);
828         count_fsb = (xfs_filblks_t)(count_fsb - offset_fsb);
829
830         /*
831          * Reserve enough blocks in this transaction for two complete extent
832          * btree splits.  We may be converting the middle part of an unwritten
833          * extent and in this case we will insert two new extents in the btree
834          * each of which could cause a full split.
835          *
836          * This reservation amount will be used in the first call to
837          * xfs_bmbt_split() to select an AG with enough space to satisfy the
838          * rest of the operation.
839          */
840         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
841
842         do {
843                 /*
844                  * Set up a transaction to convert the range of extents
845                  * from unwritten to real. Do allocations in a loop until
846                  * we have covered the range passed in.
847                  *
848                  * Note that we can't risk to recursing back into the filesystem
849                  * here as we might be asked to write out the same inode that we
850                  * complete here and might deadlock on the iolock.
851                  */
852                 error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0,
853                                 XFS_TRANS_RESERVE | XFS_TRANS_NOFS, &tp);
854                 if (error)
855                         return error;
856
857                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
858                 xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
859
860                 /*
861                  * Modify the unwritten extent state of the buffer.
862                  */
863                 nimaps = 1;
864                 error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
865                                         XFS_BMAPI_CONVERT, resblks, &imap,
866                                         &nimaps);
867                 if (error)
868                         goto error_on_bmapi_transaction;
869
870                 /*
871                  * Log the updated inode size as we go.  We have to be careful
872                  * to only log it up to the actual write offset if it is
873                  * halfway into a block.
874                  */
875                 i_size = XFS_FSB_TO_B(mp, offset_fsb + count_fsb);
876                 if (i_size > offset + count)
877                         i_size = offset + count;
878                 if (update_isize && i_size > i_size_read(inode))
879                         i_size_write(inode, i_size);
880                 i_size = xfs_new_eof(ip, i_size);
881                 if (i_size) {
882                         ip->i_d.di_size = i_size;
883                         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
884                 }
885
886                 error = xfs_trans_commit(tp);
887                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
888                 if (error)
889                         return error;
890
891                 if (!(imap.br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
892                         return xfs_alert_fsblock_zero(ip, &imap);
893
894                 if ((numblks_fsb = imap.br_blockcount) == 0) {
895                         /*
896                          * The numblks_fsb value should always get
897                          * smaller, otherwise the loop is stuck.
898                          */
899                         ASSERT(imap.br_blockcount);
900                         break;
901                 }
902                 offset_fsb += numblks_fsb;
903                 count_fsb -= numblks_fsb;
904         } while (count_fsb > 0);
905
906         return 0;
907
908 error_on_bmapi_transaction:
909         xfs_trans_cancel(tp);
910         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
911         return error;
912 }
913
914 static inline bool
915 imap_needs_alloc(
916         struct inode            *inode,
917         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
918         int                     nimaps)
919 {
920         return !nimaps ||
921                 imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK ||
922                 imap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK ||
923                 (IS_DAX(inode) && imap->br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN);
924 }
925
926 static inline bool
927 needs_cow_for_zeroing(
928         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
929         int                     nimaps)
930 {
931         return nimaps &&
932                 imap->br_startblock != HOLESTARTBLOCK &&
933                 imap->br_state != XFS_EXT_UNWRITTEN;
934 }
935
936 static int
937 xfs_ilock_for_iomap(
938         struct xfs_inode        *ip,
939         unsigned                flags,
940         unsigned                *lockmode)
941 {
942         unsigned                mode = XFS_ILOCK_SHARED;
943         bool                    is_write = flags & (IOMAP_WRITE | IOMAP_ZERO);
944
945         /*
946          * COW writes may allocate delalloc space or convert unwritten COW
947          * extents, so we need to make sure to take the lock exclusively here.
948          */
949         if (xfs_is_reflink_inode(ip) && is_write) {
950                 /*
951                  * FIXME: It could still overwrite on unshared extents and not
952                  * need allocation.
953                  */
954                 if (flags & IOMAP_NOWAIT)
955                         return -EAGAIN;
956                 mode = XFS_ILOCK_EXCL;
957         }
958
959         /*
960          * Extents not yet cached requires exclusive access, don't block.  This
961          * is an opencoded xfs_ilock_data_map_shared() call but with
962          * non-blocking behaviour.
963          */
964         if (!(ip->i_df.if_flags & XFS_IFEXTENTS)) {
965                 if (flags & IOMAP_NOWAIT)
966                         return -EAGAIN;
967                 mode = XFS_ILOCK_EXCL;
968         }
969
970 relock:
971         if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
972                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, mode))
973                         return -EAGAIN;
974         } else {
975                 xfs_ilock(ip, mode);
976         }
977
978         /*
979          * The reflink iflag could have changed since the earlier unlocked
980          * check, so if we got ILOCK_SHARED for a write and but we're now a
981          * reflink inode we have to switch to ILOCK_EXCL and relock.
982          */
983         if (mode == XFS_ILOCK_SHARED && is_write && xfs_is_reflink_inode(ip)) {
984                 xfs_iunlock(ip, mode);
985                 mode = XFS_ILOCK_EXCL;
986                 goto relock;
987         }
988
989         *lockmode = mode;
990         return 0;
991 }
992
993 static int
994 xfs_file_iomap_begin(
995         struct inode            *inode,
996         loff_t                  offset,
997         loff_t                  length,
998         unsigned                flags,
999         struct iomap            *iomap)
1000 {
1001         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1002         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1003         struct xfs_bmbt_irec    imap;
1004         xfs_fileoff_t           offset_fsb, end_fsb;
1005         int                     nimaps = 1, error = 0;
1006         bool                    shared = false, trimmed = false;
1007         unsigned                lockmode;
1008
1009         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1010                 return -EIO;
1011
1012         if (((flags & (IOMAP_WRITE | IOMAP_DIRECT)) == IOMAP_WRITE) &&
1013                         !IS_DAX(inode) && !xfs_get_extsz_hint(ip)) {
1014                 /* Reserve delalloc blocks for regular writeback. */
1015                 return xfs_file_iomap_begin_delay(inode, offset, length, iomap);
1016         }
1017
1018         /*
1019          * Lock the inode in the manner required for the specified operation and
1020          * check for as many conditions that would result in blocking as
1021          * possible. This removes most of the non-blocking checks from the
1022          * mapping code below.
1023          */
1024         error = xfs_ilock_for_iomap(ip, flags, &lockmode);
1025         if (error)
1026                 return error;
1027
1028         ASSERT(offset <= mp->m_super->s_maxbytes);
1029         if (offset > mp->m_super->s_maxbytes - length)
1030                 length = mp->m_super->s_maxbytes - offset;
1031         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1032         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1033
1034         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb, &imap,
1035                                &nimaps, 0);
1036         if (error)
1037                 goto out_unlock;
1038
1039         if (flags & IOMAP_REPORT) {
1040                 /* Trim the mapping to the nearest shared extent boundary. */
1041                 error = xfs_reflink_trim_around_shared(ip, &imap, &shared,
1042                                 &trimmed);
1043                 if (error)
1044                         goto out_unlock;
1045         }
1046
1047         /* Non-modifying mapping requested, so we are done */
1048         if (!(flags & (IOMAP_WRITE | IOMAP_ZERO)))
1049                 goto out_found;
1050
1051         /*
1052          * Break shared extents if necessary. Checks for non-blocking IO have
1053          * been done up front, so we don't need to do them here.
1054          */
1055         if (xfs_is_reflink_inode(ip)) {
1056                 /* if zeroing doesn't need COW allocation, then we are done. */
1057                 if ((flags & IOMAP_ZERO) &&
1058                     !needs_cow_for_zeroing(&imap, nimaps))
1059                         goto out_found;
1060
1061                 if (flags & IOMAP_DIRECT) {
1062                         /* may drop and re-acquire the ilock */
1063                         error = xfs_reflink_allocate_cow(ip, &imap, &shared,
1064                                         &lockmode);
1065                         if (error)
1066                                 goto out_unlock;
1067                 } else {
1068                         error = xfs_reflink_reserve_cow(ip, &imap, &shared);
1069                         if (error)
1070                                 goto out_unlock;
1071                 }
1072
1073                 end_fsb = imap.br_startoff + imap.br_blockcount;
1074                 length = XFS_FSB_TO_B(mp, end_fsb) - offset;
1075         }
1076
1077         /* Don't need to allocate over holes when doing zeroing operations. */
1078         if (flags & IOMAP_ZERO)
1079                 goto out_found;
1080
1081         if (!imap_needs_alloc(inode, &imap, nimaps))
1082                 goto out_found;
1083
1084         /* If nowait is set bail since we are going to make allocations. */
1085         if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
1086                 error = -EAGAIN;
1087                 goto out_unlock;
1088         }
1089
1090         /*
1091          * We cap the maximum length we map to a sane size  to keep the chunks
1092          * of work done where somewhat symmetric with the work writeback does.
1093          * This is a completely arbitrary number pulled out of thin air as a
1094          * best guess for initial testing.
1095          *
1096          * Note that the values needs to be less than 32-bits wide until the
1097          * lower level functions are updated.
1098          */
1099         length = min_t(loff_t, length, 1024 * PAGE_SIZE);
1100
1101         /*
1102          * xfs_iomap_write_direct() expects the shared lock. It is unlocked on
1103          * return.
1104          */
1105         if (lockmode == XFS_ILOCK_EXCL)
1106                 xfs_ilock_demote(ip, lockmode);
1107         error = xfs_iomap_write_direct(ip, offset, length, &imap,
1108                         nimaps);
1109         if (error)
1110                 return error;
1111
1112         iomap->flags |= IOMAP_F_NEW;
1113         trace_xfs_iomap_alloc(ip, offset, length, 0, &imap);
1114
1115 out_finish:
1116         if (xfs_ipincount(ip) && (ip->i_itemp->ili_fsync_fields
1117                                 & ~XFS_ILOG_TIMESTAMP))
1118                 iomap->flags |= IOMAP_F_DIRTY;
1119
1120         xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1121
1122         if (shared)
1123                 iomap->flags |= IOMAP_F_SHARED;
1124         return 0;
1125
1126 out_found:
1127         ASSERT(nimaps);
1128         xfs_iunlock(ip, lockmode);
1129         trace_xfs_iomap_found(ip, offset, length, 0, &imap);
1130         goto out_finish;
1131
1132 out_unlock:
1133         xfs_iunlock(ip, lockmode);
1134         return error;
1135 }
1136
1137 static int
1138 xfs_file_iomap_end_delalloc(
1139         struct xfs_inode        *ip,
1140         loff_t                  offset,
1141         loff_t                  length,
1142         ssize_t                 written,
1143         struct iomap            *iomap)
1144 {
1145         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1146         xfs_fileoff_t           start_fsb;
1147         xfs_fileoff_t           end_fsb;
1148         int                     error = 0;
1149
1150         /*
1151          * Behave as if the write failed if drop writes is enabled. Set the NEW
1152          * flag to force delalloc cleanup.
1153          */
1154         if (XFS_TEST_ERROR(false, mp, XFS_ERRTAG_DROP_WRITES)) {
1155                 iomap->flags |= IOMAP_F_NEW;
1156                 written = 0;
1157         }
1158
1159         /*
1160          * start_fsb refers to the first unused block after a short write. If
1161          * nothing was written, round offset down to point at the first block in
1162          * the range.
1163          */
1164         if (unlikely(!written))
1165                 start_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1166         else
1167                 start_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + written);
1168         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1169
1170         /*
1171          * Trim delalloc blocks if they were allocated by this write and we
1172          * didn't manage to write the whole range.
1173          *
1174          * We don't need to care about racing delalloc as we hold i_mutex
1175          * across the reserve/allocate/unreserve calls. If there are delalloc
1176          * blocks in the range, they are ours.
1177          */
1178         if ((iomap->flags & IOMAP_F_NEW) && start_fsb < end_fsb) {
1179                 truncate_pagecache_range(VFS_I(ip), XFS_FSB_TO_B(mp, start_fsb),
1180                                          XFS_FSB_TO_B(mp, end_fsb) - 1);
1181
1182                 error = xfs_bmap_punch_delalloc_range(ip, start_fsb,
1183                                                end_fsb - start_fsb);
1184                 if (error && !XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp)) {
1185                         xfs_alert(mp, "%s: unable to clean up ino %lld",
1186                                 __func__, ip->i_ino);
1187                         return error;
1188                 }
1189         }
1190
1191         return 0;
1192 }
1193
1194 static int
1195 xfs_file_iomap_end(
1196         struct inode            *inode,
1197         loff_t                  offset,
1198         loff_t                  length,
1199         ssize_t                 written,
1200         unsigned                flags,
1201         struct iomap            *iomap)
1202 {
1203         if ((flags & IOMAP_WRITE) && iomap->type == IOMAP_DELALLOC)
1204                 return xfs_file_iomap_end_delalloc(XFS_I(inode), offset,
1205                                 length, written, iomap);
1206         return 0;
1207 }
1208
1209 const struct iomap_ops xfs_iomap_ops = {
1210         .iomap_begin            = xfs_file_iomap_begin,
1211         .iomap_end              = xfs_file_iomap_end,
1212 };
1213
1214 static int
1215 xfs_xattr_iomap_begin(
1216         struct inode            *inode,
1217         loff_t                  offset,
1218         loff_t                  length,
1219         unsigned                flags,
1220         struct iomap            *iomap)
1221 {
1222         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1223         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1224         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1225         xfs_fileoff_t           end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1226         struct xfs_bmbt_irec    imap;
1227         int                     nimaps = 1, error = 0;
1228         unsigned                lockmode;
1229
1230         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1231                 return -EIO;
1232
1233         lockmode = xfs_ilock_attr_map_shared(ip);
1234
1235         /* if there are no attribute fork or extents, return ENOENT */
1236         if (!XFS_IFORK_Q(ip) || !ip->i_d.di_anextents) {
1237                 error = -ENOENT;
1238                 goto out_unlock;
1239         }
1240
1241         ASSERT(ip->i_d.di_aformat != XFS_DINODE_FMT_LOCAL);
1242         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb, &imap,
1243                                &nimaps, XFS_BMAPI_ATTRFORK);
1244 out_unlock:
1245         xfs_iunlock(ip, lockmode);
1246
1247         if (!error) {
1248                 ASSERT(nimaps);
1249                 xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1250         }
1251
1252         return error;
1253 }
1254
1255 const struct iomap_ops xfs_xattr_iomap_ops = {
1256         .iomap_begin            = xfs_xattr_iomap_begin,
1257 };