a63f61c256bdc54f0a8ee6088702dbd5e91ee9aa
[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;
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         resaligned = xfs_aligned_fsb_count(offset_fsb, count_fsb, extsz);
207
208         if (unlikely(rt)) {
209                 resrtextents = qblocks = resaligned;
210                 resrtextents /= mp->m_sb.sb_rextsize;
211                 resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0);
212                 quota_flag = XFS_QMOPT_RES_RTBLKS;
213         } else {
214                 resrtextents = 0;
215                 resblks = qblocks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, resaligned);
216                 quota_flag = XFS_QMOPT_RES_REGBLKS;
217         }
218
219         /*
220          * Drop the shared lock acquired by the caller, attach the dquot if
221          * necessary and move on to transaction setup.
222          */
223         xfs_iunlock(ip, lockmode);
224         error = xfs_qm_dqattach(ip, 0);
225         if (error)
226                 return error;
227
228         /*
229          * For DAX, we do not allocate unwritten extents, but instead we zero
230          * the block before we commit the transaction.  Ideally we'd like to do
231          * this outside the transaction context, but if we commit and then crash
232          * we may not have zeroed the blocks and this will be exposed on
233          * recovery of the allocation. Hence we must zero before commit.
234          *
235          * Further, if we are mapping unwritten extents here, we need to zero
236          * and convert them to written so that we don't need an unwritten extent
237          * callback for DAX. This also means that we need to be able to dip into
238          * the reserve block pool for bmbt block allocation if there is no space
239          * left but we need to do unwritten extent conversion.
240          */
241         if (IS_DAX(VFS_I(ip))) {
242                 bmapi_flags = XFS_BMAPI_CONVERT | XFS_BMAPI_ZERO;
243                 if (imap->br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN) {
244                         tflags |= XFS_TRANS_RESERVE;
245                         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
246                 }
247         }
248         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, resrtextents,
249                         tflags, &tp);
250         if (error)
251                 return error;
252
253         lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
254         xfs_ilock(ip, lockmode);
255
256         error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(tp, ip, qblocks, 0, quota_flag);
257         if (error)
258                 goto out_trans_cancel;
259
260         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
261
262         /*
263          * From this point onwards we overwrite the imap pointer that the
264          * caller gave to us.
265          */
266         xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
267         nimaps = 1;
268         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
269                                 bmapi_flags, &firstfsb, resblks, imap,
270                                 &nimaps, &dfops);
271         if (error)
272                 goto out_bmap_cancel;
273
274         /*
275          * Complete the transaction
276          */
277         error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, NULL);
278         if (error)
279                 goto out_bmap_cancel;
280
281         error = xfs_trans_commit(tp);
282         if (error)
283                 goto out_unlock;
284
285         /*
286          * Copy any maps to caller's array and return any error.
287          */
288         if (nimaps == 0) {
289                 error = -ENOSPC;
290                 goto out_unlock;
291         }
292
293         if (!(imap->br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
294                 error = xfs_alert_fsblock_zero(ip, imap);
295
296 out_unlock:
297         xfs_iunlock(ip, lockmode);
298         return error;
299
300 out_bmap_cancel:
301         xfs_defer_cancel(&dfops);
302         xfs_trans_unreserve_quota_nblks(tp, ip, (long)qblocks, 0, quota_flag);
303 out_trans_cancel:
304         xfs_trans_cancel(tp);
305         goto out_unlock;
306 }
307
308 STATIC bool
309 xfs_quota_need_throttle(
310         struct xfs_inode *ip,
311         int type,
312         xfs_fsblock_t alloc_blocks)
313 {
314         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
315
316         if (!dq || !xfs_this_quota_on(ip->i_mount, type))
317                 return false;
318
319         /* no hi watermark, no throttle */
320         if (!dq->q_prealloc_hi_wmark)
321                 return false;
322
323         /* under the lo watermark, no throttle */
324         if (dq->q_res_bcount + alloc_blocks < dq->q_prealloc_lo_wmark)
325                 return false;
326
327         return true;
328 }
329
330 STATIC void
331 xfs_quota_calc_throttle(
332         struct xfs_inode *ip,
333         int type,
334         xfs_fsblock_t *qblocks,
335         int *qshift,
336         int64_t *qfreesp)
337 {
338         int64_t freesp;
339         int shift = 0;
340         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
341
342         /* no dq, or over hi wmark, squash the prealloc completely */
343         if (!dq || dq->q_res_bcount >= dq->q_prealloc_hi_wmark) {
344                 *qblocks = 0;
345                 *qfreesp = 0;
346                 return;
347         }
348
349         freesp = dq->q_prealloc_hi_wmark - dq->q_res_bcount;
350         if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_5_PCNT]) {
351                 shift = 2;
352                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_3_PCNT])
353                         shift += 2;
354                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_1_PCNT])
355                         shift += 2;
356         }
357
358         if (freesp < *qfreesp)
359                 *qfreesp = freesp;
360
361         /* only overwrite the throttle values if we are more aggressive */
362         if ((freesp >> shift) < (*qblocks >> *qshift)) {
363                 *qblocks = freesp;
364                 *qshift = shift;
365         }
366 }
367
368 /*
369  * If we are doing a write at the end of the file and there are no allocations
370  * past this one, then extend the allocation out to the file system's write
371  * iosize.
372  *
373  * If we don't have a user specified preallocation size, dynamically increase
374  * the preallocation size as the size of the file grows.  Cap the maximum size
375  * at a single extent or less if the filesystem is near full. The closer the
376  * filesystem is to full, the smaller the maximum prealocation.
377  *
378  * As an exception we don't do any preallocation at all if the file is smaller
379  * than the minimum preallocation and we are using the default dynamic
380  * preallocation scheme, as it is likely this is the only write to the file that
381  * is going to be done.
382  *
383  * We clean up any extra space left over when the file is closed in
384  * xfs_inactive().
385  */
386 STATIC xfs_fsblock_t
387 xfs_iomap_prealloc_size(
388         struct xfs_inode        *ip,
389         loff_t                  offset,
390         loff_t                  count,
391         xfs_extnum_t            idx)
392 {
393         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
394         struct xfs_ifork        *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK);
395         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
396         struct xfs_bmbt_irec    prev;
397         int                     shift = 0;
398         int64_t                 freesp;
399         xfs_fsblock_t           qblocks;
400         int                     qshift = 0;
401         xfs_fsblock_t           alloc_blocks = 0;
402
403         if (offset + count <= XFS_ISIZE(ip))
404                 return 0;
405
406         if (!(mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE) &&
407             (XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_writeio_blocks)))
408                 return 0;
409
410         /*
411          * If an explicit allocsize is set, the file is small, or we
412          * are writing behind a hole, then use the minimum prealloc:
413          */
414         if ((mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE) ||
415             XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_dalign) ||
416             !xfs_iext_get_extent(ifp, idx - 1, &prev) ||
417             prev.br_startoff + prev.br_blockcount < offset_fsb)
418                 return mp->m_writeio_blocks;
419
420         /*
421          * Determine the initial size of the preallocation. We are beyond the
422          * current EOF here, but we need to take into account whether this is
423          * a sparse write or an extending write when determining the
424          * preallocation size.  Hence we need to look up the extent that ends
425          * at the current write offset and use the result to determine the
426          * preallocation size.
427          *
428          * If the extent is a hole, then preallocation is essentially disabled.
429          * Otherwise we take the size of the preceding data extent as the basis
430          * for the preallocation size. If the size of the extent is greater than
431          * half the maximum extent length, then use the current offset as the
432          * basis. This ensures that for large files the preallocation size
433          * always extends to MAXEXTLEN rather than falling short due to things
434          * like stripe unit/width alignment of real extents.
435          */
436         if (prev.br_blockcount <= (MAXEXTLEN >> 1))
437                 alloc_blocks = prev.br_blockcount << 1;
438         else
439                 alloc_blocks = XFS_B_TO_FSB(mp, offset);
440         if (!alloc_blocks)
441                 goto check_writeio;
442         qblocks = alloc_blocks;
443
444         /*
445          * MAXEXTLEN is not a power of two value but we round the prealloc down
446          * to the nearest power of two value after throttling. To prevent the
447          * round down from unconditionally reducing the maximum supported prealloc
448          * size, we round up first, apply appropriate throttling, round down and
449          * cap the value to MAXEXTLEN.
450          */
451         alloc_blocks = XFS_FILEOFF_MIN(roundup_pow_of_two(MAXEXTLEN),
452                                        alloc_blocks);
453
454         freesp = percpu_counter_read_positive(&mp->m_fdblocks);
455         if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_5_PCNT]) {
456                 shift = 2;
457                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_4_PCNT])
458                         shift++;
459                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_3_PCNT])
460                         shift++;
461                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_2_PCNT])
462                         shift++;
463                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_1_PCNT])
464                         shift++;
465         }
466
467         /*
468          * Check each quota to cap the prealloc size, provide a shift value to
469          * throttle with and adjust amount of available space.
470          */
471         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_USER, alloc_blocks))
472                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_USER, &qblocks, &qshift,
473                                         &freesp);
474         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, alloc_blocks))
475                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, &qblocks, &qshift,
476                                         &freesp);
477         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, alloc_blocks))
478                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, &qblocks, &qshift,
479                                         &freesp);
480
481         /*
482          * The final prealloc size is set to the minimum of free space available
483          * in each of the quotas and the overall filesystem.
484          *
485          * The shift throttle value is set to the maximum value as determined by
486          * the global low free space values and per-quota low free space values.
487          */
488         alloc_blocks = MIN(alloc_blocks, qblocks);
489         shift = MAX(shift, qshift);
490
491         if (shift)
492                 alloc_blocks >>= shift;
493         /*
494          * rounddown_pow_of_two() returns an undefined result if we pass in
495          * alloc_blocks = 0.
496          */
497         if (alloc_blocks)
498                 alloc_blocks = rounddown_pow_of_two(alloc_blocks);
499         if (alloc_blocks > MAXEXTLEN)
500                 alloc_blocks = MAXEXTLEN;
501
502         /*
503          * If we are still trying to allocate more space than is
504          * available, squash the prealloc hard. This can happen if we
505          * have a large file on a small filesystem and the above
506          * lowspace thresholds are smaller than MAXEXTLEN.
507          */
508         while (alloc_blocks && alloc_blocks >= freesp)
509                 alloc_blocks >>= 4;
510 check_writeio:
511         if (alloc_blocks < mp->m_writeio_blocks)
512                 alloc_blocks = mp->m_writeio_blocks;
513         trace_xfs_iomap_prealloc_size(ip, alloc_blocks, shift,
514                                       mp->m_writeio_blocks);
515         return alloc_blocks;
516 }
517
518 static int
519 xfs_file_iomap_begin_delay(
520         struct inode            *inode,
521         loff_t                  offset,
522         loff_t                  count,
523         unsigned                flags,
524         struct iomap            *iomap)
525 {
526         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
527         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
528         struct xfs_ifork        *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK);
529         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
530         xfs_fileoff_t           maxbytes_fsb =
531                 XFS_B_TO_FSB(mp, mp->m_super->s_maxbytes);
532         xfs_fileoff_t           end_fsb;
533         int                     error = 0, eof = 0;
534         struct xfs_bmbt_irec    got;
535         xfs_extnum_t            idx;
536         xfs_fsblock_t           prealloc_blocks = 0;
537
538         ASSERT(!XFS_IS_REALTIME_INODE(ip));
539         ASSERT(!xfs_get_extsz_hint(ip));
540
541         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
542
543         if (unlikely(XFS_TEST_ERROR(
544             (XFS_IFORK_FORMAT(ip, XFS_DATA_FORK) != XFS_DINODE_FMT_EXTENTS &&
545              XFS_IFORK_FORMAT(ip, XFS_DATA_FORK) != XFS_DINODE_FMT_BTREE),
546              mp, XFS_ERRTAG_BMAPIFORMAT, XFS_RANDOM_BMAPIFORMAT))) {
547                 XFS_ERROR_REPORT(__func__, XFS_ERRLEVEL_LOW, mp);
548                 error = -EFSCORRUPTED;
549                 goto out_unlock;
550         }
551
552         XFS_STATS_INC(mp, xs_blk_mapw);
553
554         if (!(ifp->if_flags & XFS_IFEXTENTS)) {
555                 error = xfs_iread_extents(NULL, ip, XFS_DATA_FORK);
556                 if (error)
557                         goto out_unlock;
558         }
559
560         eof = !xfs_iext_lookup_extent(ip, ifp, offset_fsb, &idx, &got);
561         if (!eof && got.br_startoff <= offset_fsb) {
562                 if (xfs_is_reflink_inode(ip)) {
563                         bool            shared;
564
565                         end_fsb = min(XFS_B_TO_FSB(mp, offset + count),
566                                         maxbytes_fsb);
567                         xfs_trim_extent(&got, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb);
568                         error = xfs_reflink_reserve_cow(ip, &got, &shared);
569                         if (error)
570                                 goto out_unlock;
571                 }
572
573                 trace_xfs_iomap_found(ip, offset, count, 0, &got);
574                 goto done;
575         }
576
577         error = xfs_qm_dqattach_locked(ip, 0);
578         if (error)
579                 goto out_unlock;
580
581         /*
582          * We cap the maximum length we map here to MAX_WRITEBACK_PAGES pages
583          * to keep the chunks of work done where somewhat symmetric with the
584          * work writeback does. This is a completely arbitrary number pulled
585          * out of thin air as a best guess for initial testing.
586          *
587          * Note that the values needs to be less than 32-bits wide until
588          * the lower level functions are updated.
589          */
590         count = min_t(loff_t, count, 1024 * PAGE_SIZE);
591         end_fsb = min(XFS_B_TO_FSB(mp, offset + count), maxbytes_fsb);
592
593         if (eof) {
594                 prealloc_blocks = xfs_iomap_prealloc_size(ip, offset, count, idx);
595                 if (prealloc_blocks) {
596                         xfs_extlen_t    align;
597                         xfs_off_t       end_offset;
598                         xfs_fileoff_t   p_end_fsb;
599
600                         end_offset = XFS_WRITEIO_ALIGN(mp, offset + count - 1);
601                         p_end_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, end_offset) +
602                                         prealloc_blocks;
603
604                         align = xfs_eof_alignment(ip, 0);
605                         if (align)
606                                 p_end_fsb = roundup_64(p_end_fsb, align);
607
608                         p_end_fsb = min(p_end_fsb, maxbytes_fsb);
609                         ASSERT(p_end_fsb > offset_fsb);
610                         prealloc_blocks = p_end_fsb - end_fsb;
611                 }
612         }
613
614 retry:
615         error = xfs_bmapi_reserve_delalloc(ip, XFS_DATA_FORK, offset_fsb,
616                         end_fsb - offset_fsb, prealloc_blocks, &got, &idx, eof);
617         switch (error) {
618         case 0:
619                 break;
620         case -ENOSPC:
621         case -EDQUOT:
622                 /* retry without any preallocation */
623                 trace_xfs_delalloc_enospc(ip, offset, count);
624                 if (prealloc_blocks) {
625                         prealloc_blocks = 0;
626                         goto retry;
627                 }
628                 /*FALLTHRU*/
629         default:
630                 goto out_unlock;
631         }
632
633         /*
634          * Flag newly allocated delalloc blocks with IOMAP_F_NEW so we punch
635          * them out if the write happens to fail.
636          */
637         iomap->flags = IOMAP_F_NEW;
638         trace_xfs_iomap_alloc(ip, offset, count, 0, &got);
639 done:
640         if (isnullstartblock(got.br_startblock))
641                 got.br_startblock = DELAYSTARTBLOCK;
642
643         if (!got.br_startblock) {
644                 error = xfs_alert_fsblock_zero(ip, &got);
645                 if (error)
646                         goto out_unlock;
647         }
648
649         xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &got);
650
651 out_unlock:
652         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
653         return error;
654 }
655
656 /*
657  * Pass in a delayed allocate extent, convert it to real extents;
658  * return to the caller the extent we create which maps on top of
659  * the originating callers request.
660  *
661  * Called without a lock on the inode.
662  *
663  * We no longer bother to look at the incoming map - all we have to
664  * guarantee is that whatever we allocate fills the required range.
665  */
666 int
667 xfs_iomap_write_allocate(
668         xfs_inode_t     *ip,
669         int             whichfork,
670         xfs_off_t       offset,
671         xfs_bmbt_irec_t *imap)
672 {
673         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
674         xfs_fileoff_t   offset_fsb, last_block;
675         xfs_fileoff_t   end_fsb, map_start_fsb;
676         xfs_fsblock_t   first_block;
677         struct xfs_defer_ops    dfops;
678         xfs_filblks_t   count_fsb;
679         xfs_trans_t     *tp;
680         int             nimaps;
681         int             error = 0;
682         int             flags = XFS_BMAPI_DELALLOC;
683         int             nres;
684
685         if (whichfork == XFS_COW_FORK)
686                 flags |= XFS_BMAPI_COWFORK | XFS_BMAPI_PREALLOC;
687
688         /*
689          * Make sure that the dquots are there.
690          */
691         error = xfs_qm_dqattach(ip, 0);
692         if (error)
693                 return error;
694
695         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
696         count_fsb = imap->br_blockcount;
697         map_start_fsb = imap->br_startoff;
698
699         XFS_STATS_ADD(mp, xs_xstrat_bytes, XFS_FSB_TO_B(mp, count_fsb));
700
701         while (count_fsb != 0) {
702                 /*
703                  * Set up a transaction with which to allocate the
704                  * backing store for the file.  Do allocations in a
705                  * loop until we get some space in the range we are
706                  * interested in.  The other space that might be allocated
707                  * is in the delayed allocation extent on which we sit
708                  * but before our buffer starts.
709                  */
710                 nimaps = 0;
711                 while (nimaps == 0) {
712                         nres = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(mp, XFS_DATA_FORK);
713                         /*
714                          * We have already reserved space for the extent and any
715                          * indirect blocks when creating the delalloc extent,
716                          * there is no need to reserve space in this transaction
717                          * again.
718                          */
719                         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, 0,
720                                         0, XFS_TRANS_RESERVE, &tp);
721                         if (error)
722                                 return error;
723
724                         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
725                         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
726
727                         xfs_defer_init(&dfops, &first_block);
728
729                         /*
730                          * it is possible that the extents have changed since
731                          * we did the read call as we dropped the ilock for a
732                          * while. We have to be careful about truncates or hole
733                          * punchs here - we are not allowed to allocate
734                          * non-delalloc blocks here.
735                          *
736                          * The only protection against truncation is the pages
737                          * for the range we are being asked to convert are
738                          * locked and hence a truncate will block on them
739                          * first.
740                          *
741                          * As a result, if we go beyond the range we really
742                          * need and hit an delalloc extent boundary followed by
743                          * a hole while we have excess blocks in the map, we
744                          * will fill the hole incorrectly and overrun the
745                          * transaction reservation.
746                          *
747                          * Using a single map prevents this as we are forced to
748                          * check each map we look for overlap with the desired
749                          * range and abort as soon as we find it. Also, given
750                          * that we only return a single map, having one beyond
751                          * what we can return is probably a bit silly.
752                          *
753                          * We also need to check that we don't go beyond EOF;
754                          * this is a truncate optimisation as a truncate sets
755                          * the new file size before block on the pages we
756                          * currently have locked under writeback. Because they
757                          * are about to be tossed, we don't need to write them
758                          * back....
759                          */
760                         nimaps = 1;
761                         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, XFS_ISIZE(ip));
762                         error = xfs_bmap_last_offset(ip, &last_block,
763                                                         XFS_DATA_FORK);
764                         if (error)
765                                 goto trans_cancel;
766
767                         last_block = XFS_FILEOFF_MAX(last_block, end_fsb);
768                         if ((map_start_fsb + count_fsb) > last_block) {
769                                 count_fsb = last_block - map_start_fsb;
770                                 if (count_fsb == 0) {
771                                         error = -EAGAIN;
772                                         goto trans_cancel;
773                                 }
774                         }
775
776                         /*
777                          * From this point onwards we overwrite the imap
778                          * pointer that the caller gave to us.
779                          */
780                         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, map_start_fsb,
781                                                 count_fsb, flags, &first_block,
782                                                 nres, imap, &nimaps,
783                                                 &dfops);
784                         if (error)
785                                 goto trans_cancel;
786
787                         error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, NULL);
788                         if (error)
789                                 goto trans_cancel;
790
791                         error = xfs_trans_commit(tp);
792                         if (error)
793                                 goto error0;
794
795                         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
796                 }
797
798                 /*
799                  * See if we were able to allocate an extent that
800                  * covers at least part of the callers request
801                  */
802                 if (!(imap->br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
803                         return xfs_alert_fsblock_zero(ip, imap);
804
805                 if ((offset_fsb >= imap->br_startoff) &&
806                     (offset_fsb < (imap->br_startoff +
807                                    imap->br_blockcount))) {
808                         XFS_STATS_INC(mp, xs_xstrat_quick);
809                         return 0;
810                 }
811
812                 /*
813                  * So far we have not mapped the requested part of the
814                  * file, just surrounding data, try again.
815                  */
816                 count_fsb -= imap->br_blockcount;
817                 map_start_fsb = imap->br_startoff + imap->br_blockcount;
818         }
819
820 trans_cancel:
821         xfs_defer_cancel(&dfops);
822         xfs_trans_cancel(tp);
823 error0:
824         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
825         return error;
826 }
827
828 int
829 xfs_iomap_write_unwritten(
830         xfs_inode_t     *ip,
831         xfs_off_t       offset,
832         xfs_off_t       count)
833 {
834         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
835         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
836         xfs_filblks_t   count_fsb;
837         xfs_filblks_t   numblks_fsb;
838         xfs_fsblock_t   firstfsb;
839         int             nimaps;
840         xfs_trans_t     *tp;
841         xfs_bmbt_irec_t imap;
842         struct xfs_defer_ops dfops;
843         xfs_fsize_t     i_size;
844         uint            resblks;
845         int             error;
846
847         trace_xfs_unwritten_convert(ip, offset, count);
848
849         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
850         count_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, (xfs_ufsize_t)offset + count);
851         count_fsb = (xfs_filblks_t)(count_fsb - offset_fsb);
852
853         /*
854          * Reserve enough blocks in this transaction for two complete extent
855          * btree splits.  We may be converting the middle part of an unwritten
856          * extent and in this case we will insert two new extents in the btree
857          * each of which could cause a full split.
858          *
859          * This reservation amount will be used in the first call to
860          * xfs_bmbt_split() to select an AG with enough space to satisfy the
861          * rest of the operation.
862          */
863         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
864
865         do {
866                 /*
867                  * Set up a transaction to convert the range of extents
868                  * from unwritten to real. Do allocations in a loop until
869                  * we have covered the range passed in.
870                  *
871                  * Note that we can't risk to recursing back into the filesystem
872                  * here as we might be asked to write out the same inode that we
873                  * complete here and might deadlock on the iolock.
874                  */
875                 error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0,
876                                 XFS_TRANS_RESERVE | XFS_TRANS_NOFS, &tp);
877                 if (error)
878                         return error;
879
880                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
881                 xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
882
883                 /*
884                  * Modify the unwritten extent state of the buffer.
885                  */
886                 xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
887                 nimaps = 1;
888                 error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
889                                         XFS_BMAPI_CONVERT, &firstfsb, resblks,
890                                         &imap, &nimaps, &dfops);
891                 if (error)
892                         goto error_on_bmapi_transaction;
893
894                 /*
895                  * Log the updated inode size as we go.  We have to be careful
896                  * to only log it up to the actual write offset if it is
897                  * halfway into a block.
898                  */
899                 i_size = XFS_FSB_TO_B(mp, offset_fsb + count_fsb);
900                 if (i_size > offset + count)
901                         i_size = offset + count;
902
903                 i_size = xfs_new_eof(ip, i_size);
904                 if (i_size) {
905                         ip->i_d.di_size = i_size;
906                         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
907                 }
908
909                 error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, NULL);
910                 if (error)
911                         goto error_on_bmapi_transaction;
912
913                 error = xfs_trans_commit(tp);
914                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
915                 if (error)
916                         return error;
917
918                 if (!(imap.br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
919                         return xfs_alert_fsblock_zero(ip, &imap);
920
921                 if ((numblks_fsb = imap.br_blockcount) == 0) {
922                         /*
923                          * The numblks_fsb value should always get
924                          * smaller, otherwise the loop is stuck.
925                          */
926                         ASSERT(imap.br_blockcount);
927                         break;
928                 }
929                 offset_fsb += numblks_fsb;
930                 count_fsb -= numblks_fsb;
931         } while (count_fsb > 0);
932
933         return 0;
934
935 error_on_bmapi_transaction:
936         xfs_defer_cancel(&dfops);
937         xfs_trans_cancel(tp);
938         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
939         return error;
940 }
941
942 static inline bool imap_needs_alloc(struct inode *inode,
943                 struct xfs_bmbt_irec *imap, int nimaps)
944 {
945         return !nimaps ||
946                 imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK ||
947                 imap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK ||
948                 (IS_DAX(inode) && imap->br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN);
949 }
950
951 static inline bool need_excl_ilock(struct xfs_inode *ip, unsigned flags)
952 {
953         /*
954          * COW writes will allocate delalloc space, so we need to make sure
955          * to take the lock exclusively here.
956          */
957         if (xfs_is_reflink_inode(ip) && (flags & (IOMAP_WRITE | IOMAP_ZERO)))
958                 return true;
959         if ((flags & IOMAP_DIRECT) && (flags & IOMAP_WRITE))
960                 return true;
961         return false;
962 }
963
964 static int
965 xfs_file_iomap_begin(
966         struct inode            *inode,
967         loff_t                  offset,
968         loff_t                  length,
969         unsigned                flags,
970         struct iomap            *iomap)
971 {
972         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
973         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
974         struct xfs_bmbt_irec    imap;
975         xfs_fileoff_t           offset_fsb, end_fsb;
976         int                     nimaps = 1, error = 0;
977         bool                    shared = false, trimmed = false;
978         unsigned                lockmode;
979         struct block_device     *bdev;
980
981         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
982                 return -EIO;
983
984         if (((flags & (IOMAP_WRITE | IOMAP_DIRECT)) == IOMAP_WRITE) &&
985                         !IS_DAX(inode) && !xfs_get_extsz_hint(ip)) {
986                 /* Reserve delalloc blocks for regular writeback. */
987                 return xfs_file_iomap_begin_delay(inode, offset, length, flags,
988                                 iomap);
989         }
990
991         if (need_excl_ilock(ip, flags)) {
992                 lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
993                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
994         } else {
995                 lockmode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
996         }
997
998         ASSERT(offset <= mp->m_super->s_maxbytes);
999         if ((xfs_fsize_t)offset + length > mp->m_super->s_maxbytes)
1000                 length = mp->m_super->s_maxbytes - offset;
1001         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1002         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1003
1004         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb, &imap,
1005                                &nimaps, 0);
1006         if (error)
1007                 goto out_unlock;
1008
1009         if (flags & IOMAP_REPORT) {
1010                 /* Trim the mapping to the nearest shared extent boundary. */
1011                 error = xfs_reflink_trim_around_shared(ip, &imap, &shared,
1012                                 &trimmed);
1013                 if (error)
1014                         goto out_unlock;
1015         }
1016
1017         if ((flags & (IOMAP_WRITE | IOMAP_ZERO)) && xfs_is_reflink_inode(ip)) {
1018                 if (flags & IOMAP_DIRECT) {
1019                         /* may drop and re-acquire the ilock */
1020                         error = xfs_reflink_allocate_cow(ip, &imap, &shared,
1021                                         &lockmode);
1022                         if (error)
1023                                 goto out_unlock;
1024                 } else {
1025                         error = xfs_reflink_reserve_cow(ip, &imap, &shared);
1026                         if (error)
1027                                 goto out_unlock;
1028                 }
1029
1030                 end_fsb = imap.br_startoff + imap.br_blockcount;
1031                 length = XFS_FSB_TO_B(mp, end_fsb) - offset;
1032         }
1033
1034         if ((flags & IOMAP_WRITE) && imap_needs_alloc(inode, &imap, nimaps)) {
1035                 /*
1036                  * We cap the maximum length we map here to MAX_WRITEBACK_PAGES
1037                  * pages to keep the chunks of work done where somewhat symmetric
1038                  * with the work writeback does. This is a completely arbitrary
1039                  * number pulled out of thin air as a best guess for initial
1040                  * testing.
1041                  *
1042                  * Note that the values needs to be less than 32-bits wide until
1043                  * the lower level functions are updated.
1044                  */
1045                 length = min_t(loff_t, length, 1024 * PAGE_SIZE);
1046                 /*
1047                  * xfs_iomap_write_direct() expects the shared lock. It
1048                  * is unlocked on return.
1049                  */
1050                 if (lockmode == XFS_ILOCK_EXCL)
1051                         xfs_ilock_demote(ip, lockmode);
1052                 error = xfs_iomap_write_direct(ip, offset, length, &imap,
1053                                 nimaps);
1054                 if (error)
1055                         return error;
1056
1057                 iomap->flags = IOMAP_F_NEW;
1058                 trace_xfs_iomap_alloc(ip, offset, length, 0, &imap);
1059         } else {
1060                 ASSERT(nimaps);
1061
1062                 xfs_iunlock(ip, lockmode);
1063                 trace_xfs_iomap_found(ip, offset, length, 0, &imap);
1064         }
1065
1066         xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1067
1068         /* optionally associate a dax device with the iomap bdev */
1069         bdev = iomap->bdev;
1070         if (blk_queue_dax(bdev->bd_queue))
1071                 iomap->dax_dev = dax_get_by_host(bdev->bd_disk->disk_name);
1072         else
1073                 iomap->dax_dev = NULL;
1074
1075         if (shared)
1076                 iomap->flags |= IOMAP_F_SHARED;
1077         return 0;
1078 out_unlock:
1079         xfs_iunlock(ip, lockmode);
1080         return error;
1081 }
1082
1083 static int
1084 xfs_file_iomap_end_delalloc(
1085         struct xfs_inode        *ip,
1086         loff_t                  offset,
1087         loff_t                  length,
1088         ssize_t                 written,
1089         struct iomap            *iomap)
1090 {
1091         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1092         xfs_fileoff_t           start_fsb;
1093         xfs_fileoff_t           end_fsb;
1094         int                     error = 0;
1095
1096         /*
1097          * Behave as if the write failed if drop writes is enabled. Set the NEW
1098          * flag to force delalloc cleanup.
1099          */
1100         if (xfs_mp_drop_writes(mp)) {
1101                 iomap->flags |= IOMAP_F_NEW;
1102                 written = 0;
1103         }
1104
1105         /*
1106          * start_fsb refers to the first unused block after a short write. If
1107          * nothing was written, round offset down to point at the first block in
1108          * the range.
1109          */
1110         if (unlikely(!written))
1111                 start_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1112         else
1113                 start_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + written);
1114         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1115
1116         /*
1117          * Trim delalloc blocks if they were allocated by this write and we
1118          * didn't manage to write the whole range.
1119          *
1120          * We don't need to care about racing delalloc as we hold i_mutex
1121          * across the reserve/allocate/unreserve calls. If there are delalloc
1122          * blocks in the range, they are ours.
1123          */
1124         if ((iomap->flags & IOMAP_F_NEW) && start_fsb < end_fsb) {
1125                 truncate_pagecache_range(VFS_I(ip), XFS_FSB_TO_B(mp, start_fsb),
1126                                          XFS_FSB_TO_B(mp, end_fsb) - 1);
1127
1128                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1129                 error = xfs_bmap_punch_delalloc_range(ip, start_fsb,
1130                                                end_fsb - start_fsb);
1131                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1132
1133                 if (error && !XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp)) {
1134                         xfs_alert(mp, "%s: unable to clean up ino %lld",
1135                                 __func__, ip->i_ino);
1136                         return error;
1137                 }
1138         }
1139
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 static int
1144 xfs_file_iomap_end(
1145         struct inode            *inode,
1146         loff_t                  offset,
1147         loff_t                  length,
1148         ssize_t                 written,
1149         unsigned                flags,
1150         struct iomap            *iomap)
1151 {
1152         put_dax(iomap->dax_dev);
1153         if ((flags & IOMAP_WRITE) && iomap->type == IOMAP_DELALLOC)
1154                 return xfs_file_iomap_end_delalloc(XFS_I(inode), offset,
1155                                 length, written, iomap);
1156         return 0;
1157 }
1158
1159 const struct iomap_ops xfs_iomap_ops = {
1160         .iomap_begin            = xfs_file_iomap_begin,
1161         .iomap_end              = xfs_file_iomap_end,
1162 };
1163
1164 static int
1165 xfs_xattr_iomap_begin(
1166         struct inode            *inode,
1167         loff_t                  offset,
1168         loff_t                  length,
1169         unsigned                flags,
1170         struct iomap            *iomap)
1171 {
1172         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1173         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1174         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1175         xfs_fileoff_t           end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1176         struct xfs_bmbt_irec    imap;
1177         int                     nimaps = 1, error = 0;
1178         unsigned                lockmode;
1179
1180         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1181                 return -EIO;
1182
1183         lockmode = xfs_ilock_attr_map_shared(ip);
1184
1185         /* if there are no attribute fork or extents, return ENOENT */
1186         if (!XFS_IFORK_Q(ip) || !ip->i_d.di_anextents) {
1187                 error = -ENOENT;
1188                 goto out_unlock;
1189         }
1190
1191         ASSERT(ip->i_d.di_aformat != XFS_DINODE_FMT_LOCAL);
1192         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb, &imap,
1193                                &nimaps, XFS_BMAPI_ENTIRE | XFS_BMAPI_ATTRFORK);
1194 out_unlock:
1195         xfs_iunlock(ip, lockmode);
1196
1197         if (!error) {
1198                 ASSERT(nimaps);
1199                 xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1200         }
1201
1202         return error;
1203 }
1204
1205 const struct iomap_ops xfs_xattr_iomap_ops = {
1206         .iomap_begin            = xfs_xattr_iomap_begin,
1207 };