Merge tag 'drm/tegra/for-4.11-rc1' of git://anongit.freedesktop.org/tegra/linux into...
[sfrench/cifs-2.6.git] / fs / xfs / xfs_iomap.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2000-2006 Silicon Graphics, Inc.
3  * Copyright (c) 2016 Christoph Hellwig.
4  * All Rights Reserved.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
8  * published by the Free Software Foundation.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13  * GNU General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
16  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
17  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
18  */
19 #include <linux/iomap.h>
20 #include "xfs.h"
21 #include "xfs_fs.h"
22 #include "xfs_shared.h"
23 #include "xfs_format.h"
24 #include "xfs_log_format.h"
25 #include "xfs_trans_resv.h"
26 #include "xfs_mount.h"
27 #include "xfs_defer.h"
28 #include "xfs_inode.h"
29 #include "xfs_btree.h"
30 #include "xfs_bmap_btree.h"
31 #include "xfs_bmap.h"
32 #include "xfs_bmap_util.h"
33 #include "xfs_error.h"
34 #include "xfs_trans.h"
35 #include "xfs_trans_space.h"
36 #include "xfs_iomap.h"
37 #include "xfs_trace.h"
38 #include "xfs_icache.h"
39 #include "xfs_quota.h"
40 #include "xfs_dquot_item.h"
41 #include "xfs_dquot.h"
42 #include "xfs_reflink.h"
43
44
45 #define XFS_WRITEIO_ALIGN(mp,off)       (((off) >> mp->m_writeio_log) \
46                                                 << mp->m_writeio_log)
47
48 void
49 xfs_bmbt_to_iomap(
50         struct xfs_inode        *ip,
51         struct iomap            *iomap,
52         struct xfs_bmbt_irec    *imap)
53 {
54         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
55
56         if (imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK) {
57                 iomap->blkno = IOMAP_NULL_BLOCK;
58                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
59         } else if (imap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK) {
60                 iomap->blkno = IOMAP_NULL_BLOCK;
61                 iomap->type = IOMAP_DELALLOC;
62         } else {
63                 iomap->blkno = xfs_fsb_to_db(ip, imap->br_startblock);
64                 if (imap->br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN)
65                         iomap->type = IOMAP_UNWRITTEN;
66                 else
67                         iomap->type = IOMAP_MAPPED;
68         }
69         iomap->offset = XFS_FSB_TO_B(mp, imap->br_startoff);
70         iomap->length = XFS_FSB_TO_B(mp, imap->br_blockcount);
71         iomap->bdev = xfs_find_bdev_for_inode(VFS_I(ip));
72 }
73
74 xfs_extlen_t
75 xfs_eof_alignment(
76         struct xfs_inode        *ip,
77         xfs_extlen_t            extsize)
78 {
79         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
80         xfs_extlen_t            align = 0;
81
82         if (!XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)) {
83                 /*
84                  * Round up the allocation request to a stripe unit
85                  * (m_dalign) boundary if the file size is >= stripe unit
86                  * size, and we are allocating past the allocation eof.
87                  *
88                  * If mounted with the "-o swalloc" option the alignment is
89                  * increased from the strip unit size to the stripe width.
90                  */
91                 if (mp->m_swidth && (mp->m_flags & XFS_MOUNT_SWALLOC))
92                         align = mp->m_swidth;
93                 else if (mp->m_dalign)
94                         align = mp->m_dalign;
95
96                 if (align && XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, align))
97                         align = 0;
98         }
99
100         /*
101          * Always round up the allocation request to an extent boundary
102          * (when file on a real-time subvolume or has di_extsize hint).
103          */
104         if (extsize) {
105                 if (align)
106                         align = roundup_64(align, extsize);
107                 else
108                         align = extsize;
109         }
110
111         return align;
112 }
113
114 STATIC int
115 xfs_iomap_eof_align_last_fsb(
116         struct xfs_inode        *ip,
117         xfs_extlen_t            extsize,
118         xfs_fileoff_t           *last_fsb)
119 {
120         xfs_extlen_t            align = xfs_eof_alignment(ip, extsize);
121
122         if (align) {
123                 xfs_fileoff_t   new_last_fsb = roundup_64(*last_fsb, align);
124                 int             eof, error;
125
126                 error = xfs_bmap_eof(ip, new_last_fsb, XFS_DATA_FORK, &eof);
127                 if (error)
128                         return error;
129                 if (eof)
130                         *last_fsb = new_last_fsb;
131         }
132         return 0;
133 }
134
135 STATIC int
136 xfs_alert_fsblock_zero(
137         xfs_inode_t     *ip,
138         xfs_bmbt_irec_t *imap)
139 {
140         xfs_alert_tag(ip->i_mount, XFS_PTAG_FSBLOCK_ZERO,
141                         "Access to block zero in inode %llu "
142                         "start_block: %llx start_off: %llx "
143                         "blkcnt: %llx extent-state: %x",
144                 (unsigned long long)ip->i_ino,
145                 (unsigned long long)imap->br_startblock,
146                 (unsigned long long)imap->br_startoff,
147                 (unsigned long long)imap->br_blockcount,
148                 imap->br_state);
149         return -EFSCORRUPTED;
150 }
151
152 int
153 xfs_iomap_write_direct(
154         xfs_inode_t     *ip,
155         xfs_off_t       offset,
156         size_t          count,
157         xfs_bmbt_irec_t *imap,
158         int             nmaps)
159 {
160         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
161         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
162         xfs_fileoff_t   last_fsb;
163         xfs_filblks_t   count_fsb, resaligned;
164         xfs_fsblock_t   firstfsb;
165         xfs_extlen_t    extsz, temp;
166         int             nimaps;
167         int             quota_flag;
168         int             rt;
169         xfs_trans_t     *tp;
170         struct xfs_defer_ops dfops;
171         uint            qblocks, resblks, resrtextents;
172         int             error;
173         int             lockmode;
174         int             bmapi_flags = XFS_BMAPI_PREALLOC;
175         uint            tflags = 0;
176
177         rt = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip);
178         extsz = xfs_get_extsz_hint(ip);
179         lockmode = XFS_ILOCK_SHARED;    /* locked by caller */
180
181         ASSERT(xfs_isilocked(ip, lockmode));
182
183         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
184         last_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, ((xfs_ufsize_t)(offset + count)));
185         if ((offset + count) > XFS_ISIZE(ip)) {
186                 /*
187                  * Assert that the in-core extent list is present since this can
188                  * call xfs_iread_extents() and we only have the ilock shared.
189                  * This should be safe because the lock was held around a bmapi
190                  * call in the caller and we only need it to access the in-core
191                  * list.
192                  */
193                 ASSERT(XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK)->if_flags &
194                                                                 XFS_IFEXTENTS);
195                 error = xfs_iomap_eof_align_last_fsb(ip, extsz, &last_fsb);
196                 if (error)
197                         goto out_unlock;
198         } else {
199                 if (nmaps && (imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK))
200                         last_fsb = MIN(last_fsb, (xfs_fileoff_t)
201                                         imap->br_blockcount +
202                                         imap->br_startoff);
203         }
204         count_fsb = last_fsb - offset_fsb;
205         ASSERT(count_fsb > 0);
206
207         resaligned = count_fsb;
208         if (unlikely(extsz)) {
209                 if ((temp = do_mod(offset_fsb, extsz)))
210                         resaligned += temp;
211                 if ((temp = do_mod(resaligned, extsz)))
212                         resaligned += extsz - temp;
213         }
214
215         if (unlikely(rt)) {
216                 resrtextents = qblocks = resaligned;
217                 resrtextents /= mp->m_sb.sb_rextsize;
218                 resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0);
219                 quota_flag = XFS_QMOPT_RES_RTBLKS;
220         } else {
221                 resrtextents = 0;
222                 resblks = qblocks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, resaligned);
223                 quota_flag = XFS_QMOPT_RES_REGBLKS;
224         }
225
226         /*
227          * Drop the shared lock acquired by the caller, attach the dquot if
228          * necessary and move on to transaction setup.
229          */
230         xfs_iunlock(ip, lockmode);
231         error = xfs_qm_dqattach(ip, 0);
232         if (error)
233                 return error;
234
235         /*
236          * For DAX, we do not allocate unwritten extents, but instead we zero
237          * the block before we commit the transaction.  Ideally we'd like to do
238          * this outside the transaction context, but if we commit and then crash
239          * we may not have zeroed the blocks and this will be exposed on
240          * recovery of the allocation. Hence we must zero before commit.
241          *
242          * Further, if we are mapping unwritten extents here, we need to zero
243          * and convert them to written so that we don't need an unwritten extent
244          * callback for DAX. This also means that we need to be able to dip into
245          * the reserve block pool for bmbt block allocation if there is no space
246          * left but we need to do unwritten extent conversion.
247          */
248         if (IS_DAX(VFS_I(ip))) {
249                 bmapi_flags = XFS_BMAPI_CONVERT | XFS_BMAPI_ZERO;
250                 if (ISUNWRITTEN(imap)) {
251                         tflags |= XFS_TRANS_RESERVE;
252                         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
253                 }
254         }
255         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, resrtextents,
256                         tflags, &tp);
257         if (error)
258                 return error;
259
260         lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
261         xfs_ilock(ip, lockmode);
262
263         error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(tp, ip, qblocks, 0, quota_flag);
264         if (error)
265                 goto out_trans_cancel;
266
267         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
268
269         /*
270          * From this point onwards we overwrite the imap pointer that the
271          * caller gave to us.
272          */
273         xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
274         nimaps = 1;
275         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
276                                 bmapi_flags, &firstfsb, resblks, imap,
277                                 &nimaps, &dfops);
278         if (error)
279                 goto out_bmap_cancel;
280
281         /*
282          * Complete the transaction
283          */
284         error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, NULL);
285         if (error)
286                 goto out_bmap_cancel;
287
288         error = xfs_trans_commit(tp);
289         if (error)
290                 goto out_unlock;
291
292         /*
293          * Copy any maps to caller's array and return any error.
294          */
295         if (nimaps == 0) {
296                 error = -ENOSPC;
297                 goto out_unlock;
298         }
299
300         if (!(imap->br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
301                 error = xfs_alert_fsblock_zero(ip, imap);
302
303 out_unlock:
304         xfs_iunlock(ip, lockmode);
305         return error;
306
307 out_bmap_cancel:
308         xfs_defer_cancel(&dfops);
309         xfs_trans_unreserve_quota_nblks(tp, ip, (long)qblocks, 0, quota_flag);
310 out_trans_cancel:
311         xfs_trans_cancel(tp);
312         goto out_unlock;
313 }
314
315 STATIC bool
316 xfs_quota_need_throttle(
317         struct xfs_inode *ip,
318         int type,
319         xfs_fsblock_t alloc_blocks)
320 {
321         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
322
323         if (!dq || !xfs_this_quota_on(ip->i_mount, type))
324                 return false;
325
326         /* no hi watermark, no throttle */
327         if (!dq->q_prealloc_hi_wmark)
328                 return false;
329
330         /* under the lo watermark, no throttle */
331         if (dq->q_res_bcount + alloc_blocks < dq->q_prealloc_lo_wmark)
332                 return false;
333
334         return true;
335 }
336
337 STATIC void
338 xfs_quota_calc_throttle(
339         struct xfs_inode *ip,
340         int type,
341         xfs_fsblock_t *qblocks,
342         int *qshift,
343         int64_t *qfreesp)
344 {
345         int64_t freesp;
346         int shift = 0;
347         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
348
349         /* no dq, or over hi wmark, squash the prealloc completely */
350         if (!dq || dq->q_res_bcount >= dq->q_prealloc_hi_wmark) {
351                 *qblocks = 0;
352                 *qfreesp = 0;
353                 return;
354         }
355
356         freesp = dq->q_prealloc_hi_wmark - dq->q_res_bcount;
357         if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_5_PCNT]) {
358                 shift = 2;
359                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_3_PCNT])
360                         shift += 2;
361                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_1_PCNT])
362                         shift += 2;
363         }
364
365         if (freesp < *qfreesp)
366                 *qfreesp = freesp;
367
368         /* only overwrite the throttle values if we are more aggressive */
369         if ((freesp >> shift) < (*qblocks >> *qshift)) {
370                 *qblocks = freesp;
371                 *qshift = shift;
372         }
373 }
374
375 /*
376  * If we are doing a write at the end of the file and there are no allocations
377  * past this one, then extend the allocation out to the file system's write
378  * iosize.
379  *
380  * If we don't have a user specified preallocation size, dynamically increase
381  * the preallocation size as the size of the file grows.  Cap the maximum size
382  * at a single extent or less if the filesystem is near full. The closer the
383  * filesystem is to full, the smaller the maximum prealocation.
384  *
385  * As an exception we don't do any preallocation at all if the file is smaller
386  * than the minimum preallocation and we are using the default dynamic
387  * preallocation scheme, as it is likely this is the only write to the file that
388  * is going to be done.
389  *
390  * We clean up any extra space left over when the file is closed in
391  * xfs_inactive().
392  */
393 STATIC xfs_fsblock_t
394 xfs_iomap_prealloc_size(
395         struct xfs_inode        *ip,
396         loff_t                  offset,
397         loff_t                  count,
398         xfs_extnum_t            idx)
399 {
400         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
401         struct xfs_ifork        *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK);
402         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
403         struct xfs_bmbt_irec    prev;
404         int                     shift = 0;
405         int64_t                 freesp;
406         xfs_fsblock_t           qblocks;
407         int                     qshift = 0;
408         xfs_fsblock_t           alloc_blocks = 0;
409
410         if (offset + count <= XFS_ISIZE(ip))
411                 return 0;
412
413         if (!(mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE) &&
414             (XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_writeio_blocks)))
415                 return 0;
416
417         /*
418          * If an explicit allocsize is set, the file is small, or we
419          * are writing behind a hole, then use the minimum prealloc:
420          */
421         if ((mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE) ||
422             XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_dalign) ||
423             !xfs_iext_get_extent(ifp, idx - 1, &prev) ||
424             prev.br_startoff + prev.br_blockcount < offset_fsb)
425                 return mp->m_writeio_blocks;
426
427         /*
428          * Determine the initial size of the preallocation. We are beyond the
429          * current EOF here, but we need to take into account whether this is
430          * a sparse write or an extending write when determining the
431          * preallocation size.  Hence we need to look up the extent that ends
432          * at the current write offset and use the result to determine the
433          * preallocation size.
434          *
435          * If the extent is a hole, then preallocation is essentially disabled.
436          * Otherwise we take the size of the preceding data extent as the basis
437          * for the preallocation size. If the size of the extent is greater than
438          * half the maximum extent length, then use the current offset as the
439          * basis. This ensures that for large files the preallocation size
440          * always extends to MAXEXTLEN rather than falling short due to things
441          * like stripe unit/width alignment of real extents.
442          */
443         if (prev.br_blockcount <= (MAXEXTLEN >> 1))
444                 alloc_blocks = prev.br_blockcount << 1;
445         else
446                 alloc_blocks = XFS_B_TO_FSB(mp, offset);
447         if (!alloc_blocks)
448                 goto check_writeio;
449         qblocks = alloc_blocks;
450
451         /*
452          * MAXEXTLEN is not a power of two value but we round the prealloc down
453          * to the nearest power of two value after throttling. To prevent the
454          * round down from unconditionally reducing the maximum supported prealloc
455          * size, we round up first, apply appropriate throttling, round down and
456          * cap the value to MAXEXTLEN.
457          */
458         alloc_blocks = XFS_FILEOFF_MIN(roundup_pow_of_two(MAXEXTLEN),
459                                        alloc_blocks);
460
461         freesp = percpu_counter_read_positive(&mp->m_fdblocks);
462         if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_5_PCNT]) {
463                 shift = 2;
464                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_4_PCNT])
465                         shift++;
466                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_3_PCNT])
467                         shift++;
468                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_2_PCNT])
469                         shift++;
470                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_1_PCNT])
471                         shift++;
472         }
473
474         /*
475          * Check each quota to cap the prealloc size, provide a shift value to
476          * throttle with and adjust amount of available space.
477          */
478         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_USER, alloc_blocks))
479                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_USER, &qblocks, &qshift,
480                                         &freesp);
481         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, alloc_blocks))
482                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, &qblocks, &qshift,
483                                         &freesp);
484         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, alloc_blocks))
485                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, &qblocks, &qshift,
486                                         &freesp);
487
488         /*
489          * The final prealloc size is set to the minimum of free space available
490          * in each of the quotas and the overall filesystem.
491          *
492          * The shift throttle value is set to the maximum value as determined by
493          * the global low free space values and per-quota low free space values.
494          */
495         alloc_blocks = MIN(alloc_blocks, qblocks);
496         shift = MAX(shift, qshift);
497
498         if (shift)
499                 alloc_blocks >>= shift;
500         /*
501          * rounddown_pow_of_two() returns an undefined result if we pass in
502          * alloc_blocks = 0.
503          */
504         if (alloc_blocks)
505                 alloc_blocks = rounddown_pow_of_two(alloc_blocks);
506         if (alloc_blocks > MAXEXTLEN)
507                 alloc_blocks = MAXEXTLEN;
508
509         /*
510          * If we are still trying to allocate more space than is
511          * available, squash the prealloc hard. This can happen if we
512          * have a large file on a small filesystem and the above
513          * lowspace thresholds are smaller than MAXEXTLEN.
514          */
515         while (alloc_blocks && alloc_blocks >= freesp)
516                 alloc_blocks >>= 4;
517 check_writeio:
518         if (alloc_blocks < mp->m_writeio_blocks)
519                 alloc_blocks = mp->m_writeio_blocks;
520         trace_xfs_iomap_prealloc_size(ip, alloc_blocks, shift,
521                                       mp->m_writeio_blocks);
522         return alloc_blocks;
523 }
524
525 static int
526 xfs_file_iomap_begin_delay(
527         struct inode            *inode,
528         loff_t                  offset,
529         loff_t                  count,
530         unsigned                flags,
531         struct iomap            *iomap)
532 {
533         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
534         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
535         struct xfs_ifork        *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK);
536         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
537         xfs_fileoff_t           maxbytes_fsb =
538                 XFS_B_TO_FSB(mp, mp->m_super->s_maxbytes);
539         xfs_fileoff_t           end_fsb;
540         int                     error = 0, eof = 0;
541         struct xfs_bmbt_irec    got;
542         xfs_extnum_t            idx;
543         xfs_fsblock_t           prealloc_blocks = 0;
544
545         ASSERT(!XFS_IS_REALTIME_INODE(ip));
546         ASSERT(!xfs_get_extsz_hint(ip));
547
548         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
549
550         if (unlikely(XFS_TEST_ERROR(
551             (XFS_IFORK_FORMAT(ip, XFS_DATA_FORK) != XFS_DINODE_FMT_EXTENTS &&
552              XFS_IFORK_FORMAT(ip, XFS_DATA_FORK) != XFS_DINODE_FMT_BTREE),
553              mp, XFS_ERRTAG_BMAPIFORMAT, XFS_RANDOM_BMAPIFORMAT))) {
554                 XFS_ERROR_REPORT(__func__, XFS_ERRLEVEL_LOW, mp);
555                 error = -EFSCORRUPTED;
556                 goto out_unlock;
557         }
558
559         XFS_STATS_INC(mp, xs_blk_mapw);
560
561         if (!(ifp->if_flags & XFS_IFEXTENTS)) {
562                 error = xfs_iread_extents(NULL, ip, XFS_DATA_FORK);
563                 if (error)
564                         goto out_unlock;
565         }
566
567         eof = !xfs_iext_lookup_extent(ip, ifp, offset_fsb, &idx, &got);
568         if (!eof && got.br_startoff <= offset_fsb) {
569                 if (xfs_is_reflink_inode(ip)) {
570                         bool            shared;
571
572                         end_fsb = min(XFS_B_TO_FSB(mp, offset + count),
573                                         maxbytes_fsb);
574                         xfs_trim_extent(&got, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb);
575                         error = xfs_reflink_reserve_cow(ip, &got, &shared);
576                         if (error)
577                                 goto out_unlock;
578                 }
579
580                 trace_xfs_iomap_found(ip, offset, count, 0, &got);
581                 goto done;
582         }
583
584         error = xfs_qm_dqattach_locked(ip, 0);
585         if (error)
586                 goto out_unlock;
587
588         /*
589          * We cap the maximum length we map here to MAX_WRITEBACK_PAGES pages
590          * to keep the chunks of work done where somewhat symmetric with the
591          * work writeback does. This is a completely arbitrary number pulled
592          * out of thin air as a best guess for initial testing.
593          *
594          * Note that the values needs to be less than 32-bits wide until
595          * the lower level functions are updated.
596          */
597         count = min_t(loff_t, count, 1024 * PAGE_SIZE);
598         end_fsb = min(XFS_B_TO_FSB(mp, offset + count), maxbytes_fsb);
599
600         if (eof) {
601                 prealloc_blocks = xfs_iomap_prealloc_size(ip, offset, count, idx);
602                 if (prealloc_blocks) {
603                         xfs_extlen_t    align;
604                         xfs_off_t       end_offset;
605                         xfs_fileoff_t   p_end_fsb;
606
607                         end_offset = XFS_WRITEIO_ALIGN(mp, offset + count - 1);
608                         p_end_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, end_offset) +
609                                         prealloc_blocks;
610
611                         align = xfs_eof_alignment(ip, 0);
612                         if (align)
613                                 p_end_fsb = roundup_64(p_end_fsb, align);
614
615                         p_end_fsb = min(p_end_fsb, maxbytes_fsb);
616                         ASSERT(p_end_fsb > offset_fsb);
617                         prealloc_blocks = p_end_fsb - end_fsb;
618                 }
619         }
620
621 retry:
622         error = xfs_bmapi_reserve_delalloc(ip, XFS_DATA_FORK, offset_fsb,
623                         end_fsb - offset_fsb, prealloc_blocks, &got, &idx, eof);
624         switch (error) {
625         case 0:
626                 break;
627         case -ENOSPC:
628         case -EDQUOT:
629                 /* retry without any preallocation */
630                 trace_xfs_delalloc_enospc(ip, offset, count);
631                 if (prealloc_blocks) {
632                         prealloc_blocks = 0;
633                         goto retry;
634                 }
635                 /*FALLTHRU*/
636         default:
637                 goto out_unlock;
638         }
639
640         trace_xfs_iomap_alloc(ip, offset, count, 0, &got);
641 done:
642         if (isnullstartblock(got.br_startblock))
643                 got.br_startblock = DELAYSTARTBLOCK;
644
645         if (!got.br_startblock) {
646                 error = xfs_alert_fsblock_zero(ip, &got);
647                 if (error)
648                         goto out_unlock;
649         }
650
651         xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &got);
652
653 out_unlock:
654         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
655         return error;
656 }
657
658 /*
659  * Pass in a delayed allocate extent, convert it to real extents;
660  * return to the caller the extent we create which maps on top of
661  * the originating callers request.
662  *
663  * Called without a lock on the inode.
664  *
665  * We no longer bother to look at the incoming map - all we have to
666  * guarantee is that whatever we allocate fills the required range.
667  */
668 int
669 xfs_iomap_write_allocate(
670         xfs_inode_t     *ip,
671         int             whichfork,
672         xfs_off_t       offset,
673         xfs_bmbt_irec_t *imap)
674 {
675         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
676         xfs_fileoff_t   offset_fsb, last_block;
677         xfs_fileoff_t   end_fsb, map_start_fsb;
678         xfs_fsblock_t   first_block;
679         struct xfs_defer_ops    dfops;
680         xfs_filblks_t   count_fsb;
681         xfs_trans_t     *tp;
682         int             nimaps;
683         int             error = 0;
684         int             flags = XFS_BMAPI_DELALLOC;
685         int             nres;
686
687         if (whichfork == XFS_COW_FORK)
688                 flags |= XFS_BMAPI_COWFORK;
689
690         /*
691          * Make sure that the dquots are there.
692          */
693         error = xfs_qm_dqattach(ip, 0);
694         if (error)
695                 return error;
696
697         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
698         count_fsb = imap->br_blockcount;
699         map_start_fsb = imap->br_startoff;
700
701         XFS_STATS_ADD(mp, xs_xstrat_bytes, XFS_FSB_TO_B(mp, count_fsb));
702
703         while (count_fsb != 0) {
704                 /*
705                  * Set up a transaction with which to allocate the
706                  * backing store for the file.  Do allocations in a
707                  * loop until we get some space in the range we are
708                  * interested in.  The other space that might be allocated
709                  * is in the delayed allocation extent on which we sit
710                  * but before our buffer starts.
711                  */
712                 nimaps = 0;
713                 while (nimaps == 0) {
714                         nres = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(mp, XFS_DATA_FORK);
715                         /*
716                          * We have already reserved space for the extent and any
717                          * indirect blocks when creating the delalloc extent,
718                          * there is no need to reserve space in this transaction
719                          * again.
720                          */
721                         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, 0,
722                                         0, XFS_TRANS_RESERVE, &tp);
723                         if (error)
724                                 return error;
725
726                         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
727                         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
728
729                         xfs_defer_init(&dfops, &first_block);
730
731                         /*
732                          * it is possible that the extents have changed since
733                          * we did the read call as we dropped the ilock for a
734                          * while. We have to be careful about truncates or hole
735                          * punchs here - we are not allowed to allocate
736                          * non-delalloc blocks here.
737                          *
738                          * The only protection against truncation is the pages
739                          * for the range we are being asked to convert are
740                          * locked and hence a truncate will block on them
741                          * first.
742                          *
743                          * As a result, if we go beyond the range we really
744                          * need and hit an delalloc extent boundary followed by
745                          * a hole while we have excess blocks in the map, we
746                          * will fill the hole incorrectly and overrun the
747                          * transaction reservation.
748                          *
749                          * Using a single map prevents this as we are forced to
750                          * check each map we look for overlap with the desired
751                          * range and abort as soon as we find it. Also, given
752                          * that we only return a single map, having one beyond
753                          * what we can return is probably a bit silly.
754                          *
755                          * We also need to check that we don't go beyond EOF;
756                          * this is a truncate optimisation as a truncate sets
757                          * the new file size before block on the pages we
758                          * currently have locked under writeback. Because they
759                          * are about to be tossed, we don't need to write them
760                          * back....
761                          */
762                         nimaps = 1;
763                         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, XFS_ISIZE(ip));
764                         error = xfs_bmap_last_offset(ip, &last_block,
765                                                         XFS_DATA_FORK);
766                         if (error)
767                                 goto trans_cancel;
768
769                         last_block = XFS_FILEOFF_MAX(last_block, end_fsb);
770                         if ((map_start_fsb + count_fsb) > last_block) {
771                                 count_fsb = last_block - map_start_fsb;
772                                 if (count_fsb == 0) {
773                                         error = -EAGAIN;
774                                         goto trans_cancel;
775                                 }
776                         }
777
778                         /*
779                          * From this point onwards we overwrite the imap
780                          * pointer that the caller gave to us.
781                          */
782                         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, map_start_fsb,
783                                                 count_fsb, flags, &first_block,
784                                                 nres, imap, &nimaps,
785                                                 &dfops);
786                         if (error)
787                                 goto trans_cancel;
788
789                         error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, NULL);
790                         if (error)
791                                 goto trans_cancel;
792
793                         error = xfs_trans_commit(tp);
794                         if (error)
795                                 goto error0;
796
797                         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
798                 }
799
800                 /*
801                  * See if we were able to allocate an extent that
802                  * covers at least part of the callers request
803                  */
804                 if (!(imap->br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
805                         return xfs_alert_fsblock_zero(ip, imap);
806
807                 if ((offset_fsb >= imap->br_startoff) &&
808                     (offset_fsb < (imap->br_startoff +
809                                    imap->br_blockcount))) {
810                         XFS_STATS_INC(mp, xs_xstrat_quick);
811                         return 0;
812                 }
813
814                 /*
815                  * So far we have not mapped the requested part of the
816                  * file, just surrounding data, try again.
817                  */
818                 count_fsb -= imap->br_blockcount;
819                 map_start_fsb = imap->br_startoff + imap->br_blockcount;
820         }
821
822 trans_cancel:
823         xfs_defer_cancel(&dfops);
824         xfs_trans_cancel(tp);
825 error0:
826         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
827         return error;
828 }
829
830 int
831 xfs_iomap_write_unwritten(
832         xfs_inode_t     *ip,
833         xfs_off_t       offset,
834         xfs_off_t       count)
835 {
836         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
837         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
838         xfs_filblks_t   count_fsb;
839         xfs_filblks_t   numblks_fsb;
840         xfs_fsblock_t   firstfsb;
841         int             nimaps;
842         xfs_trans_t     *tp;
843         xfs_bmbt_irec_t imap;
844         struct xfs_defer_ops dfops;
845         xfs_fsize_t     i_size;
846         uint            resblks;
847         int             error;
848
849         trace_xfs_unwritten_convert(ip, offset, count);
850
851         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
852         count_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, (xfs_ufsize_t)offset + count);
853         count_fsb = (xfs_filblks_t)(count_fsb - offset_fsb);
854
855         /*
856          * Reserve enough blocks in this transaction for two complete extent
857          * btree splits.  We may be converting the middle part of an unwritten
858          * extent and in this case we will insert two new extents in the btree
859          * each of which could cause a full split.
860          *
861          * This reservation amount will be used in the first call to
862          * xfs_bmbt_split() to select an AG with enough space to satisfy the
863          * rest of the operation.
864          */
865         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
866
867         do {
868                 /*
869                  * Set up a transaction to convert the range of extents
870                  * from unwritten to real. Do allocations in a loop until
871                  * we have covered the range passed in.
872                  *
873                  * Note that we can't risk to recursing back into the filesystem
874                  * here as we might be asked to write out the same inode that we
875                  * complete here and might deadlock on the iolock.
876                  */
877                 error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0,
878                                 XFS_TRANS_RESERVE | XFS_TRANS_NOFS, &tp);
879                 if (error)
880                         return error;
881
882                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
883                 xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
884
885                 /*
886                  * Modify the unwritten extent state of the buffer.
887                  */
888                 xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
889                 nimaps = 1;
890                 error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
891                                         XFS_BMAPI_CONVERT, &firstfsb, resblks,
892                                         &imap, &nimaps, &dfops);
893                 if (error)
894                         goto error_on_bmapi_transaction;
895
896                 /*
897                  * Log the updated inode size as we go.  We have to be careful
898                  * to only log it up to the actual write offset if it is
899                  * halfway into a block.
900                  */
901                 i_size = XFS_FSB_TO_B(mp, offset_fsb + count_fsb);
902                 if (i_size > offset + count)
903                         i_size = offset + count;
904
905                 i_size = xfs_new_eof(ip, i_size);
906                 if (i_size) {
907                         ip->i_d.di_size = i_size;
908                         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
909                 }
910
911                 error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, NULL);
912                 if (error)
913                         goto error_on_bmapi_transaction;
914
915                 error = xfs_trans_commit(tp);
916                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
917                 if (error)
918                         return error;
919
920                 if (!(imap.br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
921                         return xfs_alert_fsblock_zero(ip, &imap);
922
923                 if ((numblks_fsb = imap.br_blockcount) == 0) {
924                         /*
925                          * The numblks_fsb value should always get
926                          * smaller, otherwise the loop is stuck.
927                          */
928                         ASSERT(imap.br_blockcount);
929                         break;
930                 }
931                 offset_fsb += numblks_fsb;
932                 count_fsb -= numblks_fsb;
933         } while (count_fsb > 0);
934
935         return 0;
936
937 error_on_bmapi_transaction:
938         xfs_defer_cancel(&dfops);
939         xfs_trans_cancel(tp);
940         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
941         return error;
942 }
943
944 static inline bool imap_needs_alloc(struct inode *inode,
945                 struct xfs_bmbt_irec *imap, int nimaps)
946 {
947         return !nimaps ||
948                 imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK ||
949                 imap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK ||
950                 (IS_DAX(inode) && ISUNWRITTEN(imap));
951 }
952
953 static inline bool need_excl_ilock(struct xfs_inode *ip, unsigned flags)
954 {
955         /*
956          * COW writes will allocate delalloc space, so we need to make sure
957          * to take the lock exclusively here.
958          */
959         if (xfs_is_reflink_inode(ip) && (flags & (IOMAP_WRITE | IOMAP_ZERO)))
960                 return true;
961         if ((flags & IOMAP_DIRECT) && (flags & IOMAP_WRITE))
962                 return true;
963         return false;
964 }
965
966 static int
967 xfs_file_iomap_begin(
968         struct inode            *inode,
969         loff_t                  offset,
970         loff_t                  length,
971         unsigned                flags,
972         struct iomap            *iomap)
973 {
974         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
975         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
976         struct xfs_bmbt_irec    imap;
977         xfs_fileoff_t           offset_fsb, end_fsb;
978         int                     nimaps = 1, error = 0;
979         bool                    shared = false, trimmed = false;
980         unsigned                lockmode;
981
982         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
983                 return -EIO;
984
985         if (((flags & (IOMAP_WRITE | IOMAP_DIRECT)) == IOMAP_WRITE) &&
986                         !IS_DAX(inode) && !xfs_get_extsz_hint(ip)) {
987                 /* Reserve delalloc blocks for regular writeback. */
988                 return xfs_file_iomap_begin_delay(inode, offset, length, flags,
989                                 iomap);
990         }
991
992         if (need_excl_ilock(ip, flags)) {
993                 lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
994                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
995         } else {
996                 lockmode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
997         }
998
999         ASSERT(offset <= mp->m_super->s_maxbytes);
1000         if ((xfs_fsize_t)offset + length > mp->m_super->s_maxbytes)
1001                 length = mp->m_super->s_maxbytes - offset;
1002         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1003         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1004
1005         if (xfs_is_reflink_inode(ip) &&
1006             (flags & IOMAP_WRITE) && (flags & IOMAP_DIRECT)) {
1007                 shared = xfs_reflink_find_cow_mapping(ip, offset, &imap);
1008                 if (shared) {
1009                         xfs_iunlock(ip, lockmode);
1010                         goto alloc_done;
1011                 }
1012                 ASSERT(!isnullstartblock(imap.br_startblock));
1013         }
1014
1015         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb, &imap,
1016                                &nimaps, 0);
1017         if (error)
1018                 goto out_unlock;
1019
1020         if ((flags & IOMAP_REPORT) ||
1021             (xfs_is_reflink_inode(ip) &&
1022              (flags & IOMAP_WRITE) && (flags & IOMAP_DIRECT))) {
1023                 /* Trim the mapping to the nearest shared extent boundary. */
1024                 error = xfs_reflink_trim_around_shared(ip, &imap, &shared,
1025                                 &trimmed);
1026                 if (error)
1027                         goto out_unlock;
1028
1029                 /*
1030                  * We're here because we're trying to do a directio write to a
1031                  * region that isn't aligned to a filesystem block.  If the
1032                  * extent is shared, fall back to buffered mode to handle the
1033                  * RMW.
1034                  */
1035                 if (!(flags & IOMAP_REPORT) && shared) {
1036                         trace_xfs_reflink_bounce_dio_write(ip, &imap);
1037                         error = -EREMCHG;
1038                         goto out_unlock;
1039                 }
1040         }
1041
1042         if ((flags & (IOMAP_WRITE | IOMAP_ZERO)) && xfs_is_reflink_inode(ip)) {
1043                 error = xfs_reflink_reserve_cow(ip, &imap, &shared);
1044                 if (error)
1045                         goto out_unlock;
1046
1047                 end_fsb = imap.br_startoff + imap.br_blockcount;
1048                 length = XFS_FSB_TO_B(mp, end_fsb) - offset;
1049         }
1050
1051         if ((flags & IOMAP_WRITE) && imap_needs_alloc(inode, &imap, nimaps)) {
1052                 /*
1053                  * We cap the maximum length we map here to MAX_WRITEBACK_PAGES
1054                  * pages to keep the chunks of work done where somewhat symmetric
1055                  * with the work writeback does. This is a completely arbitrary
1056                  * number pulled out of thin air as a best guess for initial
1057                  * testing.
1058                  *
1059                  * Note that the values needs to be less than 32-bits wide until
1060                  * the lower level functions are updated.
1061                  */
1062                 length = min_t(loff_t, length, 1024 * PAGE_SIZE);
1063                 /*
1064                  * xfs_iomap_write_direct() expects the shared lock. It
1065                  * is unlocked on return.
1066                  */
1067                 if (lockmode == XFS_ILOCK_EXCL)
1068                         xfs_ilock_demote(ip, lockmode);
1069                 error = xfs_iomap_write_direct(ip, offset, length, &imap,
1070                                 nimaps);
1071                 if (error)
1072                         return error;
1073
1074 alloc_done:
1075                 iomap->flags = IOMAP_F_NEW;
1076                 trace_xfs_iomap_alloc(ip, offset, length, 0, &imap);
1077         } else {
1078                 ASSERT(nimaps);
1079
1080                 xfs_iunlock(ip, lockmode);
1081                 trace_xfs_iomap_found(ip, offset, length, 0, &imap);
1082         }
1083
1084         xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1085         if (shared)
1086                 iomap->flags |= IOMAP_F_SHARED;
1087         return 0;
1088 out_unlock:
1089         xfs_iunlock(ip, lockmode);
1090         return error;
1091 }
1092
1093 static int
1094 xfs_file_iomap_end_delalloc(
1095         struct xfs_inode        *ip,
1096         loff_t                  offset,
1097         loff_t                  length,
1098         ssize_t                 written)
1099 {
1100         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1101         xfs_fileoff_t           start_fsb;
1102         xfs_fileoff_t           end_fsb;
1103         int                     error = 0;
1104
1105         start_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + written);
1106         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1107
1108         /*
1109          * Trim back delalloc blocks if we didn't manage to write the whole
1110          * range reserved.
1111          *
1112          * We don't need to care about racing delalloc as we hold i_mutex
1113          * across the reserve/allocate/unreserve calls. If there are delalloc
1114          * blocks in the range, they are ours.
1115          */
1116         if (start_fsb < end_fsb) {
1117                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1118                 error = xfs_bmap_punch_delalloc_range(ip, start_fsb,
1119                                                end_fsb - start_fsb);
1120                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1121
1122                 if (error && !XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp)) {
1123                         xfs_alert(mp, "%s: unable to clean up ino %lld",
1124                                 __func__, ip->i_ino);
1125                         return error;
1126                 }
1127         }
1128
1129         return 0;
1130 }
1131
1132 static int
1133 xfs_file_iomap_end(
1134         struct inode            *inode,
1135         loff_t                  offset,
1136         loff_t                  length,
1137         ssize_t                 written,
1138         unsigned                flags,
1139         struct iomap            *iomap)
1140 {
1141         if ((flags & IOMAP_WRITE) && iomap->type == IOMAP_DELALLOC)
1142                 return xfs_file_iomap_end_delalloc(XFS_I(inode), offset,
1143                                 length, written);
1144         return 0;
1145 }
1146
1147 struct iomap_ops xfs_iomap_ops = {
1148         .iomap_begin            = xfs_file_iomap_begin,
1149         .iomap_end              = xfs_file_iomap_end,
1150 };
1151
1152 static int
1153 xfs_xattr_iomap_begin(
1154         struct inode            *inode,
1155         loff_t                  offset,
1156         loff_t                  length,
1157         unsigned                flags,
1158         struct iomap            *iomap)
1159 {
1160         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1161         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1162         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1163         xfs_fileoff_t           end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1164         struct xfs_bmbt_irec    imap;
1165         int                     nimaps = 1, error = 0;
1166         unsigned                lockmode;
1167
1168         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1169                 return -EIO;
1170
1171         lockmode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1172
1173         /* if there are no attribute fork or extents, return ENOENT */
1174         if (XFS_IFORK_Q(ip) || !ip->i_d.di_anextents) {
1175                 error = -ENOENT;
1176                 goto out_unlock;
1177         }
1178
1179         ASSERT(ip->i_d.di_aformat != XFS_DINODE_FMT_LOCAL);
1180         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb, &imap,
1181                                &nimaps, XFS_BMAPI_ENTIRE | XFS_BMAPI_ATTRFORK);
1182 out_unlock:
1183         xfs_iunlock(ip, lockmode);
1184
1185         if (!error) {
1186                 ASSERT(nimaps);
1187                 xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1188         }
1189
1190         return error;
1191 }
1192
1193 struct iomap_ops xfs_xattr_iomap_ops = {
1194         .iomap_begin            = xfs_xattr_iomap_begin,
1195 };