Merge tag 'nfs-rdma-for-4.16-2' of git://git.linux-nfs.org/projects/anna/linux-nfs
[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_errortag.h"
34 #include "xfs_error.h"
35 #include "xfs_trans.h"
36 #include "xfs_trans_space.h"
37 #include "xfs_inode_item.h"
38 #include "xfs_iomap.h"
39 #include "xfs_trace.h"
40 #include "xfs_icache.h"
41 #include "xfs_quota.h"
42 #include "xfs_dquot_item.h"
43 #include "xfs_dquot.h"
44 #include "xfs_reflink.h"
45
46
47 #define XFS_WRITEIO_ALIGN(mp,off)       (((off) >> mp->m_writeio_log) \
48                                                 << mp->m_writeio_log)
49
50 void
51 xfs_bmbt_to_iomap(
52         struct xfs_inode        *ip,
53         struct iomap            *iomap,
54         struct xfs_bmbt_irec    *imap)
55 {
56         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
57
58         if (imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK) {
59                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
60                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
61         } else if (imap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK) {
62                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
63                 iomap->type = IOMAP_DELALLOC;
64         } else {
65                 iomap->addr = BBTOB(xfs_fsb_to_db(ip, imap->br_startblock));
66                 if (imap->br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN)
67                         iomap->type = IOMAP_UNWRITTEN;
68                 else
69                         iomap->type = IOMAP_MAPPED;
70         }
71         iomap->offset = XFS_FSB_TO_B(mp, imap->br_startoff);
72         iomap->length = XFS_FSB_TO_B(mp, imap->br_blockcount);
73         iomap->bdev = xfs_find_bdev_for_inode(VFS_I(ip));
74         iomap->dax_dev = xfs_find_daxdev_for_inode(VFS_I(ip));
75 }
76
77 xfs_extlen_t
78 xfs_eof_alignment(
79         struct xfs_inode        *ip,
80         xfs_extlen_t            extsize)
81 {
82         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
83         xfs_extlen_t            align = 0;
84
85         if (!XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)) {
86                 /*
87                  * Round up the allocation request to a stripe unit
88                  * (m_dalign) boundary if the file size is >= stripe unit
89                  * size, and we are allocating past the allocation eof.
90                  *
91                  * If mounted with the "-o swalloc" option the alignment is
92                  * increased from the strip unit size to the stripe width.
93                  */
94                 if (mp->m_swidth && (mp->m_flags & XFS_MOUNT_SWALLOC))
95                         align = mp->m_swidth;
96                 else if (mp->m_dalign)
97                         align = mp->m_dalign;
98
99                 if (align && XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, align))
100                         align = 0;
101         }
102
103         /*
104          * Always round up the allocation request to an extent boundary
105          * (when file on a real-time subvolume or has di_extsize hint).
106          */
107         if (extsize) {
108                 if (align)
109                         align = roundup_64(align, extsize);
110                 else
111                         align = extsize;
112         }
113
114         return align;
115 }
116
117 STATIC int
118 xfs_iomap_eof_align_last_fsb(
119         struct xfs_inode        *ip,
120         xfs_extlen_t            extsize,
121         xfs_fileoff_t           *last_fsb)
122 {
123         xfs_extlen_t            align = xfs_eof_alignment(ip, extsize);
124
125         if (align) {
126                 xfs_fileoff_t   new_last_fsb = roundup_64(*last_fsb, align);
127                 int             eof, error;
128
129                 error = xfs_bmap_eof(ip, new_last_fsb, XFS_DATA_FORK, &eof);
130                 if (error)
131                         return error;
132                 if (eof)
133                         *last_fsb = new_last_fsb;
134         }
135         return 0;
136 }
137
138 STATIC int
139 xfs_alert_fsblock_zero(
140         xfs_inode_t     *ip,
141         xfs_bmbt_irec_t *imap)
142 {
143         xfs_alert_tag(ip->i_mount, XFS_PTAG_FSBLOCK_ZERO,
144                         "Access to block zero in inode %llu "
145                         "start_block: %llx start_off: %llx "
146                         "blkcnt: %llx extent-state: %x",
147                 (unsigned long long)ip->i_ino,
148                 (unsigned long long)imap->br_startblock,
149                 (unsigned long long)imap->br_startoff,
150                 (unsigned long long)imap->br_blockcount,
151                 imap->br_state);
152         return -EFSCORRUPTED;
153 }
154
155 int
156 xfs_iomap_write_direct(
157         xfs_inode_t     *ip,
158         xfs_off_t       offset,
159         size_t          count,
160         xfs_bmbt_irec_t *imap,
161         int             nmaps)
162 {
163         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
164         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
165         xfs_fileoff_t   last_fsb;
166         xfs_filblks_t   count_fsb, resaligned;
167         xfs_fsblock_t   firstfsb;
168         xfs_extlen_t    extsz;
169         int             nimaps;
170         int             quota_flag;
171         int             rt;
172         xfs_trans_t     *tp;
173         struct xfs_defer_ops dfops;
174         uint            qblocks, resblks, resrtextents;
175         int             error;
176         int             lockmode;
177         int             bmapi_flags = XFS_BMAPI_PREALLOC;
178         uint            tflags = 0;
179
180         rt = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip);
181         extsz = xfs_get_extsz_hint(ip);
182         lockmode = XFS_ILOCK_SHARED;    /* locked by caller */
183
184         ASSERT(xfs_isilocked(ip, lockmode));
185
186         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
187         last_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, ((xfs_ufsize_t)(offset + count)));
188         if ((offset + count) > XFS_ISIZE(ip)) {
189                 /*
190                  * Assert that the in-core extent list is present since this can
191                  * call xfs_iread_extents() and we only have the ilock shared.
192                  * This should be safe because the lock was held around a bmapi
193                  * call in the caller and we only need it to access the in-core
194                  * list.
195                  */
196                 ASSERT(XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK)->if_flags &
197                                                                 XFS_IFEXTENTS);
198                 error = xfs_iomap_eof_align_last_fsb(ip, extsz, &last_fsb);
199                 if (error)
200                         goto out_unlock;
201         } else {
202                 if (nmaps && (imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK))
203                         last_fsb = MIN(last_fsb, (xfs_fileoff_t)
204                                         imap->br_blockcount +
205                                         imap->br_startoff);
206         }
207         count_fsb = last_fsb - offset_fsb;
208         ASSERT(count_fsb > 0);
209         resaligned = xfs_aligned_fsb_count(offset_fsb, count_fsb, extsz);
210
211         if (unlikely(rt)) {
212                 resrtextents = qblocks = resaligned;
213                 resrtextents /= mp->m_sb.sb_rextsize;
214                 resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0);
215                 quota_flag = XFS_QMOPT_RES_RTBLKS;
216         } else {
217                 resrtextents = 0;
218                 resblks = qblocks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, resaligned);
219                 quota_flag = XFS_QMOPT_RES_REGBLKS;
220         }
221
222         /*
223          * Drop the shared lock acquired by the caller, attach the dquot if
224          * necessary and move on to transaction setup.
225          */
226         xfs_iunlock(ip, lockmode);
227         error = xfs_qm_dqattach(ip, 0);
228         if (error)
229                 return error;
230
231         /*
232          * For DAX, we do not allocate unwritten extents, but instead we zero
233          * the block before we commit the transaction.  Ideally we'd like to do
234          * this outside the transaction context, but if we commit and then crash
235          * we may not have zeroed the blocks and this will be exposed on
236          * recovery of the allocation. Hence we must zero before commit.
237          *
238          * Further, if we are mapping unwritten extents here, we need to zero
239          * and convert them to written so that we don't need an unwritten extent
240          * callback for DAX. This also means that we need to be able to dip into
241          * the reserve block pool for bmbt block allocation if there is no space
242          * left but we need to do unwritten extent conversion.
243          */
244         if (IS_DAX(VFS_I(ip))) {
245                 bmapi_flags = XFS_BMAPI_CONVERT | XFS_BMAPI_ZERO;
246                 if (imap->br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN) {
247                         tflags |= XFS_TRANS_RESERVE;
248                         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
249                 }
250         }
251         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, resrtextents,
252                         tflags, &tp);
253         if (error)
254                 return error;
255
256         lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
257         xfs_ilock(ip, lockmode);
258
259         error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(tp, ip, qblocks, 0, quota_flag);
260         if (error)
261                 goto out_trans_cancel;
262
263         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
264
265         /*
266          * From this point onwards we overwrite the imap pointer that the
267          * caller gave to us.
268          */
269         xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
270         nimaps = 1;
271         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
272                                 bmapi_flags, &firstfsb, resblks, imap,
273                                 &nimaps, &dfops);
274         if (error)
275                 goto out_bmap_cancel;
276
277         /*
278          * Complete the transaction
279          */
280         error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops);
281         if (error)
282                 goto out_bmap_cancel;
283
284         error = xfs_trans_commit(tp);
285         if (error)
286                 goto out_unlock;
287
288         /*
289          * Copy any maps to caller's array and return any error.
290          */
291         if (nimaps == 0) {
292                 error = -ENOSPC;
293                 goto out_unlock;
294         }
295
296         if (!(imap->br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
297                 error = xfs_alert_fsblock_zero(ip, imap);
298
299 out_unlock:
300         xfs_iunlock(ip, lockmode);
301         return error;
302
303 out_bmap_cancel:
304         xfs_defer_cancel(&dfops);
305         xfs_trans_unreserve_quota_nblks(tp, ip, (long)qblocks, 0, quota_flag);
306 out_trans_cancel:
307         xfs_trans_cancel(tp);
308         goto out_unlock;
309 }
310
311 STATIC bool
312 xfs_quota_need_throttle(
313         struct xfs_inode *ip,
314         int type,
315         xfs_fsblock_t alloc_blocks)
316 {
317         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
318
319         if (!dq || !xfs_this_quota_on(ip->i_mount, type))
320                 return false;
321
322         /* no hi watermark, no throttle */
323         if (!dq->q_prealloc_hi_wmark)
324                 return false;
325
326         /* under the lo watermark, no throttle */
327         if (dq->q_res_bcount + alloc_blocks < dq->q_prealloc_lo_wmark)
328                 return false;
329
330         return true;
331 }
332
333 STATIC void
334 xfs_quota_calc_throttle(
335         struct xfs_inode *ip,
336         int type,
337         xfs_fsblock_t *qblocks,
338         int *qshift,
339         int64_t *qfreesp)
340 {
341         int64_t freesp;
342         int shift = 0;
343         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
344
345         /* no dq, or over hi wmark, squash the prealloc completely */
346         if (!dq || dq->q_res_bcount >= dq->q_prealloc_hi_wmark) {
347                 *qblocks = 0;
348                 *qfreesp = 0;
349                 return;
350         }
351
352         freesp = dq->q_prealloc_hi_wmark - dq->q_res_bcount;
353         if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_5_PCNT]) {
354                 shift = 2;
355                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_3_PCNT])
356                         shift += 2;
357                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_1_PCNT])
358                         shift += 2;
359         }
360
361         if (freesp < *qfreesp)
362                 *qfreesp = freesp;
363
364         /* only overwrite the throttle values if we are more aggressive */
365         if ((freesp >> shift) < (*qblocks >> *qshift)) {
366                 *qblocks = freesp;
367                 *qshift = shift;
368         }
369 }
370
371 /*
372  * If we are doing a write at the end of the file and there are no allocations
373  * past this one, then extend the allocation out to the file system's write
374  * iosize.
375  *
376  * If we don't have a user specified preallocation size, dynamically increase
377  * the preallocation size as the size of the file grows.  Cap the maximum size
378  * at a single extent or less if the filesystem is near full. The closer the
379  * filesystem is to full, the smaller the maximum prealocation.
380  *
381  * As an exception we don't do any preallocation at all if the file is smaller
382  * than the minimum preallocation and we are using the default dynamic
383  * preallocation scheme, as it is likely this is the only write to the file that
384  * is going to be done.
385  *
386  * We clean up any extra space left over when the file is closed in
387  * xfs_inactive().
388  */
389 STATIC xfs_fsblock_t
390 xfs_iomap_prealloc_size(
391         struct xfs_inode        *ip,
392         loff_t                  offset,
393         loff_t                  count,
394         struct xfs_iext_cursor  *icur)
395 {
396         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
397         struct xfs_ifork        *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK);
398         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
399         struct xfs_bmbt_irec    prev;
400         int                     shift = 0;
401         int64_t                 freesp;
402         xfs_fsblock_t           qblocks;
403         int                     qshift = 0;
404         xfs_fsblock_t           alloc_blocks = 0;
405
406         if (offset + count <= XFS_ISIZE(ip))
407                 return 0;
408
409         if (!(mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE) &&
410             (XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_writeio_blocks)))
411                 return 0;
412
413         /*
414          * If an explicit allocsize is set, the file is small, or we
415          * are writing behind a hole, then use the minimum prealloc:
416          */
417         if ((mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE) ||
418             XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_dalign) ||
419             !xfs_iext_peek_prev_extent(ifp, icur, &prev) ||
420             prev.br_startoff + prev.br_blockcount < offset_fsb)
421                 return mp->m_writeio_blocks;
422
423         /*
424          * Determine the initial size of the preallocation. We are beyond the
425          * current EOF here, but we need to take into account whether this is
426          * a sparse write or an extending write when determining the
427          * preallocation size.  Hence we need to look up the extent that ends
428          * at the current write offset and use the result to determine the
429          * preallocation size.
430          *
431          * If the extent is a hole, then preallocation is essentially disabled.
432          * Otherwise we take the size of the preceding data extent as the basis
433          * for the preallocation size. If the size of the extent is greater than
434          * half the maximum extent length, then use the current offset as the
435          * basis. This ensures that for large files the preallocation size
436          * always extends to MAXEXTLEN rather than falling short due to things
437          * like stripe unit/width alignment of real extents.
438          */
439         if (prev.br_blockcount <= (MAXEXTLEN >> 1))
440                 alloc_blocks = prev.br_blockcount << 1;
441         else
442                 alloc_blocks = XFS_B_TO_FSB(mp, offset);
443         if (!alloc_blocks)
444                 goto check_writeio;
445         qblocks = alloc_blocks;
446
447         /*
448          * MAXEXTLEN is not a power of two value but we round the prealloc down
449          * to the nearest power of two value after throttling. To prevent the
450          * round down from unconditionally reducing the maximum supported prealloc
451          * size, we round up first, apply appropriate throttling, round down and
452          * cap the value to MAXEXTLEN.
453          */
454         alloc_blocks = XFS_FILEOFF_MIN(roundup_pow_of_two(MAXEXTLEN),
455                                        alloc_blocks);
456
457         freesp = percpu_counter_read_positive(&mp->m_fdblocks);
458         if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_5_PCNT]) {
459                 shift = 2;
460                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_4_PCNT])
461                         shift++;
462                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_3_PCNT])
463                         shift++;
464                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_2_PCNT])
465                         shift++;
466                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_1_PCNT])
467                         shift++;
468         }
469
470         /*
471          * Check each quota to cap the prealloc size, provide a shift value to
472          * throttle with and adjust amount of available space.
473          */
474         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_USER, alloc_blocks))
475                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_USER, &qblocks, &qshift,
476                                         &freesp);
477         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, alloc_blocks))
478                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, &qblocks, &qshift,
479                                         &freesp);
480         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, alloc_blocks))
481                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, &qblocks, &qshift,
482                                         &freesp);
483
484         /*
485          * The final prealloc size is set to the minimum of free space available
486          * in each of the quotas and the overall filesystem.
487          *
488          * The shift throttle value is set to the maximum value as determined by
489          * the global low free space values and per-quota low free space values.
490          */
491         alloc_blocks = MIN(alloc_blocks, qblocks);
492         shift = MAX(shift, qshift);
493
494         if (shift)
495                 alloc_blocks >>= shift;
496         /*
497          * rounddown_pow_of_two() returns an undefined result if we pass in
498          * alloc_blocks = 0.
499          */
500         if (alloc_blocks)
501                 alloc_blocks = rounddown_pow_of_two(alloc_blocks);
502         if (alloc_blocks > MAXEXTLEN)
503                 alloc_blocks = MAXEXTLEN;
504
505         /*
506          * If we are still trying to allocate more space than is
507          * available, squash the prealloc hard. This can happen if we
508          * have a large file on a small filesystem and the above
509          * lowspace thresholds are smaller than MAXEXTLEN.
510          */
511         while (alloc_blocks && alloc_blocks >= freesp)
512                 alloc_blocks >>= 4;
513 check_writeio:
514         if (alloc_blocks < mp->m_writeio_blocks)
515                 alloc_blocks = mp->m_writeio_blocks;
516         trace_xfs_iomap_prealloc_size(ip, alloc_blocks, shift,
517                                       mp->m_writeio_blocks);
518         return alloc_blocks;
519 }
520
521 static int
522 xfs_file_iomap_begin_delay(
523         struct inode            *inode,
524         loff_t                  offset,
525         loff_t                  count,
526         struct iomap            *iomap)
527 {
528         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
529         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
530         struct xfs_ifork        *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK);
531         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
532         xfs_fileoff_t           maxbytes_fsb =
533                 XFS_B_TO_FSB(mp, mp->m_super->s_maxbytes);
534         xfs_fileoff_t           end_fsb;
535         int                     error = 0, eof = 0;
536         struct xfs_bmbt_irec    got;
537         struct xfs_iext_cursor  icur;
538         xfs_fsblock_t           prealloc_blocks = 0;
539
540         ASSERT(!XFS_IS_REALTIME_INODE(ip));
541         ASSERT(!xfs_get_extsz_hint(ip));
542
543         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
544
545         if (unlikely(XFS_TEST_ERROR(
546             (XFS_IFORK_FORMAT(ip, XFS_DATA_FORK) != XFS_DINODE_FMT_EXTENTS &&
547              XFS_IFORK_FORMAT(ip, XFS_DATA_FORK) != XFS_DINODE_FMT_BTREE),
548              mp, XFS_ERRTAG_BMAPIFORMAT))) {
549                 XFS_ERROR_REPORT(__func__, XFS_ERRLEVEL_LOW, mp);
550                 error = -EFSCORRUPTED;
551                 goto out_unlock;
552         }
553
554         XFS_STATS_INC(mp, xs_blk_mapw);
555
556         if (!(ifp->if_flags & XFS_IFEXTENTS)) {
557                 error = xfs_iread_extents(NULL, ip, XFS_DATA_FORK);
558                 if (error)
559                         goto out_unlock;
560         }
561
562         eof = !xfs_iext_lookup_extent(ip, ifp, offset_fsb, &icur, &got);
563         if (!eof && got.br_startoff <= offset_fsb) {
564                 if (xfs_is_reflink_inode(ip)) {
565                         bool            shared;
566
567                         end_fsb = min(XFS_B_TO_FSB(mp, offset + count),
568                                         maxbytes_fsb);
569                         xfs_trim_extent(&got, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb);
570                         error = xfs_reflink_reserve_cow(ip, &got, &shared);
571                         if (error)
572                                 goto out_unlock;
573                 }
574
575                 trace_xfs_iomap_found(ip, offset, count, 0, &got);
576                 goto done;
577         }
578
579         error = xfs_qm_dqattach_locked(ip, 0);
580         if (error)
581                 goto out_unlock;
582
583         /*
584          * We cap the maximum length we map here to MAX_WRITEBACK_PAGES pages
585          * to keep the chunks of work done where somewhat symmetric with the
586          * work writeback does. This is a completely arbitrary number pulled
587          * out of thin air as a best guess for initial testing.
588          *
589          * Note that the values needs to be less than 32-bits wide until
590          * the lower level functions are updated.
591          */
592         count = min_t(loff_t, count, 1024 * PAGE_SIZE);
593         end_fsb = min(XFS_B_TO_FSB(mp, offset + count), maxbytes_fsb);
594
595         if (eof) {
596                 prealloc_blocks = xfs_iomap_prealloc_size(ip, offset, count,
597                                 &icur);
598                 if (prealloc_blocks) {
599                         xfs_extlen_t    align;
600                         xfs_off_t       end_offset;
601                         xfs_fileoff_t   p_end_fsb;
602
603                         end_offset = XFS_WRITEIO_ALIGN(mp, offset + count - 1);
604                         p_end_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, end_offset) +
605                                         prealloc_blocks;
606
607                         align = xfs_eof_alignment(ip, 0);
608                         if (align)
609                                 p_end_fsb = roundup_64(p_end_fsb, align);
610
611                         p_end_fsb = min(p_end_fsb, maxbytes_fsb);
612                         ASSERT(p_end_fsb > offset_fsb);
613                         prealloc_blocks = p_end_fsb - end_fsb;
614                 }
615         }
616
617 retry:
618         error = xfs_bmapi_reserve_delalloc(ip, XFS_DATA_FORK, offset_fsb,
619                         end_fsb - offset_fsb, prealloc_blocks, &got, &icur,
620                         eof);
621         switch (error) {
622         case 0:
623                 break;
624         case -ENOSPC:
625         case -EDQUOT:
626                 /* retry without any preallocation */
627                 trace_xfs_delalloc_enospc(ip, offset, count);
628                 if (prealloc_blocks) {
629                         prealloc_blocks = 0;
630                         goto retry;
631                 }
632                 /*FALLTHRU*/
633         default:
634                 goto out_unlock;
635         }
636
637         /*
638          * Flag newly allocated delalloc blocks with IOMAP_F_NEW so we punch
639          * them out if the write happens to fail.
640          */
641         iomap->flags = IOMAP_F_NEW;
642         trace_xfs_iomap_alloc(ip, offset, count, 0, &got);
643 done:
644         if (isnullstartblock(got.br_startblock))
645                 got.br_startblock = DELAYSTARTBLOCK;
646
647         if (!got.br_startblock) {
648                 error = xfs_alert_fsblock_zero(ip, &got);
649                 if (error)
650                         goto out_unlock;
651         }
652
653         xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &got);
654
655 out_unlock:
656         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
657         return error;
658 }
659
660 /*
661  * Pass in a delayed allocate extent, convert it to real extents;
662  * return to the caller the extent we create which maps on top of
663  * the originating callers request.
664  *
665  * Called without a lock on the inode.
666  *
667  * We no longer bother to look at the incoming map - all we have to
668  * guarantee is that whatever we allocate fills the required range.
669  */
670 int
671 xfs_iomap_write_allocate(
672         xfs_inode_t     *ip,
673         int             whichfork,
674         xfs_off_t       offset,
675         xfs_bmbt_irec_t *imap)
676 {
677         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
678         xfs_fileoff_t   offset_fsb, last_block;
679         xfs_fileoff_t   end_fsb, map_start_fsb;
680         xfs_fsblock_t   first_block;
681         struct xfs_defer_ops    dfops;
682         xfs_filblks_t   count_fsb;
683         xfs_trans_t     *tp;
684         int             nimaps;
685         int             error = 0;
686         int             flags = XFS_BMAPI_DELALLOC;
687         int             nres;
688
689         if (whichfork == XFS_COW_FORK)
690                 flags |= XFS_BMAPI_COWFORK | XFS_BMAPI_PREALLOC;
691
692         /*
693          * Make sure that the dquots are there.
694          */
695         error = xfs_qm_dqattach(ip, 0);
696         if (error)
697                 return error;
698
699         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
700         count_fsb = imap->br_blockcount;
701         map_start_fsb = imap->br_startoff;
702
703         XFS_STATS_ADD(mp, xs_xstrat_bytes, XFS_FSB_TO_B(mp, count_fsb));
704
705         while (count_fsb != 0) {
706                 /*
707                  * Set up a transaction with which to allocate the
708                  * backing store for the file.  Do allocations in a
709                  * loop until we get some space in the range we are
710                  * interested in.  The other space that might be allocated
711                  * is in the delayed allocation extent on which we sit
712                  * but before our buffer starts.
713                  */
714                 nimaps = 0;
715                 while (nimaps == 0) {
716                         nres = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(mp, XFS_DATA_FORK);
717                         /*
718                          * We have already reserved space for the extent and any
719                          * indirect blocks when creating the delalloc extent,
720                          * there is no need to reserve space in this transaction
721                          * again.
722                          */
723                         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, 0,
724                                         0, XFS_TRANS_RESERVE, &tp);
725                         if (error)
726                                 return error;
727
728                         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
729                         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
730
731                         xfs_defer_init(&dfops, &first_block);
732
733                         /*
734                          * it is possible that the extents have changed since
735                          * we did the read call as we dropped the ilock for a
736                          * while. We have to be careful about truncates or hole
737                          * punchs here - we are not allowed to allocate
738                          * non-delalloc blocks here.
739                          *
740                          * The only protection against truncation is the pages
741                          * for the range we are being asked to convert are
742                          * locked and hence a truncate will block on them
743                          * first.
744                          *
745                          * As a result, if we go beyond the range we really
746                          * need and hit an delalloc extent boundary followed by
747                          * a hole while we have excess blocks in the map, we
748                          * will fill the hole incorrectly and overrun the
749                          * transaction reservation.
750                          *
751                          * Using a single map prevents this as we are forced to
752                          * check each map we look for overlap with the desired
753                          * range and abort as soon as we find it. Also, given
754                          * that we only return a single map, having one beyond
755                          * what we can return is probably a bit silly.
756                          *
757                          * We also need to check that we don't go beyond EOF;
758                          * this is a truncate optimisation as a truncate sets
759                          * the new file size before block on the pages we
760                          * currently have locked under writeback. Because they
761                          * are about to be tossed, we don't need to write them
762                          * back....
763                          */
764                         nimaps = 1;
765                         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, XFS_ISIZE(ip));
766                         error = xfs_bmap_last_offset(ip, &last_block,
767                                                         XFS_DATA_FORK);
768                         if (error)
769                                 goto trans_cancel;
770
771                         last_block = XFS_FILEOFF_MAX(last_block, end_fsb);
772                         if ((map_start_fsb + count_fsb) > last_block) {
773                                 count_fsb = last_block - map_start_fsb;
774                                 if (count_fsb == 0) {
775                                         error = -EAGAIN;
776                                         goto trans_cancel;
777                                 }
778                         }
779
780                         /*
781                          * From this point onwards we overwrite the imap
782                          * pointer that the caller gave to us.
783                          */
784                         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, map_start_fsb,
785                                                 count_fsb, flags, &first_block,
786                                                 nres, imap, &nimaps,
787                                                 &dfops);
788                         if (error)
789                                 goto trans_cancel;
790
791                         error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops);
792                         if (error)
793                                 goto trans_cancel;
794
795                         error = xfs_trans_commit(tp);
796                         if (error)
797                                 goto error0;
798
799                         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
800                 }
801
802                 /*
803                  * See if we were able to allocate an extent that
804                  * covers at least part of the callers request
805                  */
806                 if (!(imap->br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
807                         return xfs_alert_fsblock_zero(ip, imap);
808
809                 if ((offset_fsb >= imap->br_startoff) &&
810                     (offset_fsb < (imap->br_startoff +
811                                    imap->br_blockcount))) {
812                         XFS_STATS_INC(mp, xs_xstrat_quick);
813                         return 0;
814                 }
815
816                 /*
817                  * So far we have not mapped the requested part of the
818                  * file, just surrounding data, try again.
819                  */
820                 count_fsb -= imap->br_blockcount;
821                 map_start_fsb = imap->br_startoff + imap->br_blockcount;
822         }
823
824 trans_cancel:
825         xfs_defer_cancel(&dfops);
826         xfs_trans_cancel(tp);
827 error0:
828         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
829         return error;
830 }
831
832 int
833 xfs_iomap_write_unwritten(
834         xfs_inode_t     *ip,
835         xfs_off_t       offset,
836         xfs_off_t       count,
837         bool            update_isize)
838 {
839         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
840         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
841         xfs_filblks_t   count_fsb;
842         xfs_filblks_t   numblks_fsb;
843         xfs_fsblock_t   firstfsb;
844         int             nimaps;
845         xfs_trans_t     *tp;
846         xfs_bmbt_irec_t imap;
847         struct xfs_defer_ops dfops;
848         struct inode    *inode = VFS_I(ip);
849         xfs_fsize_t     i_size;
850         uint            resblks;
851         int             error;
852
853         trace_xfs_unwritten_convert(ip, offset, count);
854
855         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
856         count_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, (xfs_ufsize_t)offset + count);
857         count_fsb = (xfs_filblks_t)(count_fsb - offset_fsb);
858
859         /*
860          * Reserve enough blocks in this transaction for two complete extent
861          * btree splits.  We may be converting the middle part of an unwritten
862          * extent and in this case we will insert two new extents in the btree
863          * each of which could cause a full split.
864          *
865          * This reservation amount will be used in the first call to
866          * xfs_bmbt_split() to select an AG with enough space to satisfy the
867          * rest of the operation.
868          */
869         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
870
871         do {
872                 /*
873                  * Set up a transaction to convert the range of extents
874                  * from unwritten to real. Do allocations in a loop until
875                  * we have covered the range passed in.
876                  *
877                  * Note that we can't risk to recursing back into the filesystem
878                  * here as we might be asked to write out the same inode that we
879                  * complete here and might deadlock on the iolock.
880                  */
881                 error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0,
882                                 XFS_TRANS_RESERVE | XFS_TRANS_NOFS, &tp);
883                 if (error)
884                         return error;
885
886                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
887                 xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
888
889                 /*
890                  * Modify the unwritten extent state of the buffer.
891                  */
892                 xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
893                 nimaps = 1;
894                 error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
895                                         XFS_BMAPI_CONVERT, &firstfsb, resblks,
896                                         &imap, &nimaps, &dfops);
897                 if (error)
898                         goto error_on_bmapi_transaction;
899
900                 /*
901                  * Log the updated inode size as we go.  We have to be careful
902                  * to only log it up to the actual write offset if it is
903                  * halfway into a block.
904                  */
905                 i_size = XFS_FSB_TO_B(mp, offset_fsb + count_fsb);
906                 if (i_size > offset + count)
907                         i_size = offset + count;
908                 if (update_isize && i_size > i_size_read(inode))
909                         i_size_write(inode, i_size);
910                 i_size = xfs_new_eof(ip, i_size);
911                 if (i_size) {
912                         ip->i_d.di_size = i_size;
913                         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
914                 }
915
916                 error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops);
917                 if (error)
918                         goto error_on_bmapi_transaction;
919
920                 error = xfs_trans_commit(tp);
921                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
922                 if (error)
923                         return error;
924
925                 if (!(imap.br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
926                         return xfs_alert_fsblock_zero(ip, &imap);
927
928                 if ((numblks_fsb = imap.br_blockcount) == 0) {
929                         /*
930                          * The numblks_fsb value should always get
931                          * smaller, otherwise the loop is stuck.
932                          */
933                         ASSERT(imap.br_blockcount);
934                         break;
935                 }
936                 offset_fsb += numblks_fsb;
937                 count_fsb -= numblks_fsb;
938         } while (count_fsb > 0);
939
940         return 0;
941
942 error_on_bmapi_transaction:
943         xfs_defer_cancel(&dfops);
944         xfs_trans_cancel(tp);
945         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
946         return error;
947 }
948
949 static inline bool imap_needs_alloc(struct inode *inode,
950                 struct xfs_bmbt_irec *imap, int nimaps)
951 {
952         return !nimaps ||
953                 imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK ||
954                 imap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK ||
955                 (IS_DAX(inode) && imap->br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN);
956 }
957
958 static inline bool need_excl_ilock(struct xfs_inode *ip, unsigned flags)
959 {
960         /*
961          * COW writes will allocate delalloc space, so we need to make sure
962          * to take the lock exclusively here.
963          */
964         if (xfs_is_reflink_inode(ip) && (flags & (IOMAP_WRITE | IOMAP_ZERO)))
965                 return true;
966         if ((flags & IOMAP_DIRECT) && (flags & IOMAP_WRITE))
967                 return true;
968         return false;
969 }
970
971 static int
972 xfs_file_iomap_begin(
973         struct inode            *inode,
974         loff_t                  offset,
975         loff_t                  length,
976         unsigned                flags,
977         struct iomap            *iomap)
978 {
979         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
980         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
981         struct xfs_bmbt_irec    imap;
982         xfs_fileoff_t           offset_fsb, end_fsb;
983         int                     nimaps = 1, error = 0;
984         bool                    shared = false, trimmed = false;
985         unsigned                lockmode;
986
987         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
988                 return -EIO;
989
990         if (((flags & (IOMAP_WRITE | IOMAP_DIRECT)) == IOMAP_WRITE) &&
991                         !IS_DAX(inode) && !xfs_get_extsz_hint(ip)) {
992                 /* Reserve delalloc blocks for regular writeback. */
993                 return xfs_file_iomap_begin_delay(inode, offset, length, iomap);
994         }
995
996         if (need_excl_ilock(ip, flags)) {
997                 lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
998                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
999         } else {
1000                 lockmode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1001         }
1002
1003         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && !(ip->i_df.if_flags & XFS_IFEXTENTS)) {
1004                 error = -EAGAIN;
1005                 goto out_unlock;
1006         }
1007
1008         ASSERT(offset <= mp->m_super->s_maxbytes);
1009         if (offset > mp->m_super->s_maxbytes - length)
1010                 length = mp->m_super->s_maxbytes - offset;
1011         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1012         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1013
1014         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb, &imap,
1015                                &nimaps, 0);
1016         if (error)
1017                 goto out_unlock;
1018
1019         if (flags & IOMAP_REPORT) {
1020                 /* Trim the mapping to the nearest shared extent boundary. */
1021                 error = xfs_reflink_trim_around_shared(ip, &imap, &shared,
1022                                 &trimmed);
1023                 if (error)
1024                         goto out_unlock;
1025         }
1026
1027         if ((flags & (IOMAP_WRITE | IOMAP_ZERO)) && xfs_is_reflink_inode(ip)) {
1028                 if (flags & IOMAP_DIRECT) {
1029                         /*
1030                          * A reflinked inode will result in CoW alloc.
1031                          * FIXME: It could still overwrite on unshared extents
1032                          * and not need allocation.
1033                          */
1034                         if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
1035                                 error = -EAGAIN;
1036                                 goto out_unlock;
1037                         }
1038                         /* may drop and re-acquire the ilock */
1039                         error = xfs_reflink_allocate_cow(ip, &imap, &shared,
1040                                         &lockmode);
1041                         if (error)
1042                                 goto out_unlock;
1043                 } else {
1044                         error = xfs_reflink_reserve_cow(ip, &imap, &shared);
1045                         if (error)
1046                                 goto out_unlock;
1047                 }
1048
1049                 end_fsb = imap.br_startoff + imap.br_blockcount;
1050                 length = XFS_FSB_TO_B(mp, end_fsb) - offset;
1051         }
1052
1053         if ((flags & IOMAP_WRITE) && imap_needs_alloc(inode, &imap, nimaps)) {
1054                 /*
1055                  * If nowait is set bail since we are going to make
1056                  * allocations.
1057                  */
1058                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
1059                         error = -EAGAIN;
1060                         goto out_unlock;
1061                 }
1062                 /*
1063                  * We cap the maximum length we map here to MAX_WRITEBACK_PAGES
1064                  * pages to keep the chunks of work done where somewhat symmetric
1065                  * with the work writeback does. This is a completely arbitrary
1066                  * number pulled out of thin air as a best guess for initial
1067                  * testing.
1068                  *
1069                  * Note that the values needs to be less than 32-bits wide until
1070                  * the lower level functions are updated.
1071                  */
1072                 length = min_t(loff_t, length, 1024 * PAGE_SIZE);
1073                 /*
1074                  * xfs_iomap_write_direct() expects the shared lock. It
1075                  * is unlocked on return.
1076                  */
1077                 if (lockmode == XFS_ILOCK_EXCL)
1078                         xfs_ilock_demote(ip, lockmode);
1079                 error = xfs_iomap_write_direct(ip, offset, length, &imap,
1080                                 nimaps);
1081                 if (error)
1082                         return error;
1083
1084                 iomap->flags = IOMAP_F_NEW;
1085                 trace_xfs_iomap_alloc(ip, offset, length, 0, &imap);
1086         } else {
1087                 ASSERT(nimaps);
1088
1089                 xfs_iunlock(ip, lockmode);
1090                 trace_xfs_iomap_found(ip, offset, length, 0, &imap);
1091         }
1092
1093         if (xfs_ipincount(ip) && (ip->i_itemp->ili_fsync_fields
1094                                 & ~XFS_ILOG_TIMESTAMP))
1095                 iomap->flags |= IOMAP_F_DIRTY;
1096
1097         xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1098
1099         if (shared)
1100                 iomap->flags |= IOMAP_F_SHARED;
1101         return 0;
1102 out_unlock:
1103         xfs_iunlock(ip, lockmode);
1104         return error;
1105 }
1106
1107 static int
1108 xfs_file_iomap_end_delalloc(
1109         struct xfs_inode        *ip,
1110         loff_t                  offset,
1111         loff_t                  length,
1112         ssize_t                 written,
1113         struct iomap            *iomap)
1114 {
1115         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1116         xfs_fileoff_t           start_fsb;
1117         xfs_fileoff_t           end_fsb;
1118         int                     error = 0;
1119
1120         /*
1121          * Behave as if the write failed if drop writes is enabled. Set the NEW
1122          * flag to force delalloc cleanup.
1123          */
1124         if (XFS_TEST_ERROR(false, mp, XFS_ERRTAG_DROP_WRITES)) {
1125                 iomap->flags |= IOMAP_F_NEW;
1126                 written = 0;
1127         }
1128
1129         /*
1130          * start_fsb refers to the first unused block after a short write. If
1131          * nothing was written, round offset down to point at the first block in
1132          * the range.
1133          */
1134         if (unlikely(!written))
1135                 start_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1136         else
1137                 start_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + written);
1138         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1139
1140         /*
1141          * Trim delalloc blocks if they were allocated by this write and we
1142          * didn't manage to write the whole range.
1143          *
1144          * We don't need to care about racing delalloc as we hold i_mutex
1145          * across the reserve/allocate/unreserve calls. If there are delalloc
1146          * blocks in the range, they are ours.
1147          */
1148         if ((iomap->flags & IOMAP_F_NEW) && start_fsb < end_fsb) {
1149                 truncate_pagecache_range(VFS_I(ip), XFS_FSB_TO_B(mp, start_fsb),
1150                                          XFS_FSB_TO_B(mp, end_fsb) - 1);
1151
1152                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1153                 error = xfs_bmap_punch_delalloc_range(ip, start_fsb,
1154                                                end_fsb - start_fsb);
1155                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1156
1157                 if (error && !XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp)) {
1158                         xfs_alert(mp, "%s: unable to clean up ino %lld",
1159                                 __func__, ip->i_ino);
1160                         return error;
1161                 }
1162         }
1163
1164         return 0;
1165 }
1166
1167 static int
1168 xfs_file_iomap_end(
1169         struct inode            *inode,
1170         loff_t                  offset,
1171         loff_t                  length,
1172         ssize_t                 written,
1173         unsigned                flags,
1174         struct iomap            *iomap)
1175 {
1176         if ((flags & IOMAP_WRITE) && iomap->type == IOMAP_DELALLOC)
1177                 return xfs_file_iomap_end_delalloc(XFS_I(inode), offset,
1178                                 length, written, iomap);
1179         return 0;
1180 }
1181
1182 const struct iomap_ops xfs_iomap_ops = {
1183         .iomap_begin            = xfs_file_iomap_begin,
1184         .iomap_end              = xfs_file_iomap_end,
1185 };
1186
1187 static int
1188 xfs_xattr_iomap_begin(
1189         struct inode            *inode,
1190         loff_t                  offset,
1191         loff_t                  length,
1192         unsigned                flags,
1193         struct iomap            *iomap)
1194 {
1195         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1196         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1197         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1198         xfs_fileoff_t           end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1199         struct xfs_bmbt_irec    imap;
1200         int                     nimaps = 1, error = 0;
1201         unsigned                lockmode;
1202
1203         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1204                 return -EIO;
1205
1206         lockmode = xfs_ilock_attr_map_shared(ip);
1207
1208         /* if there are no attribute fork or extents, return ENOENT */
1209         if (!XFS_IFORK_Q(ip) || !ip->i_d.di_anextents) {
1210                 error = -ENOENT;
1211                 goto out_unlock;
1212         }
1213
1214         ASSERT(ip->i_d.di_aformat != XFS_DINODE_FMT_LOCAL);
1215         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb, &imap,
1216                                &nimaps, XFS_BMAPI_ATTRFORK);
1217 out_unlock:
1218         xfs_iunlock(ip, lockmode);
1219
1220         if (!error) {
1221                 ASSERT(nimaps);
1222                 xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1223         }
1224
1225         return error;
1226 }
1227
1228 const struct iomap_ops xfs_xattr_iomap_ops = {
1229         .iomap_begin            = xfs_xattr_iomap_begin,
1230 };