Merge tag 'for-linus-4.14c-rc7-tag' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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         iomap->dax_dev = xfs_find_daxdev_for_inode(VFS_I(ip));
73 }
74
75 xfs_extlen_t
76 xfs_eof_alignment(
77         struct xfs_inode        *ip,
78         xfs_extlen_t            extsize)
79 {
80         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
81         xfs_extlen_t            align = 0;
82
83         if (!XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)) {
84                 /*
85                  * Round up the allocation request to a stripe unit
86                  * (m_dalign) boundary if the file size is >= stripe unit
87                  * size, and we are allocating past the allocation eof.
88                  *
89                  * If mounted with the "-o swalloc" option the alignment is
90                  * increased from the strip unit size to the stripe width.
91                  */
92                 if (mp->m_swidth && (mp->m_flags & XFS_MOUNT_SWALLOC))
93                         align = mp->m_swidth;
94                 else if (mp->m_dalign)
95                         align = mp->m_dalign;
96
97                 if (align && XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, align))
98                         align = 0;
99         }
100
101         /*
102          * Always round up the allocation request to an extent boundary
103          * (when file on a real-time subvolume or has di_extsize hint).
104          */
105         if (extsize) {
106                 if (align)
107                         align = roundup_64(align, extsize);
108                 else
109                         align = extsize;
110         }
111
112         return align;
113 }
114
115 STATIC int
116 xfs_iomap_eof_align_last_fsb(
117         struct xfs_inode        *ip,
118         xfs_extlen_t            extsize,
119         xfs_fileoff_t           *last_fsb)
120 {
121         xfs_extlen_t            align = xfs_eof_alignment(ip, extsize);
122
123         if (align) {
124                 xfs_fileoff_t   new_last_fsb = roundup_64(*last_fsb, align);
125                 int             eof, error;
126
127                 error = xfs_bmap_eof(ip, new_last_fsb, XFS_DATA_FORK, &eof);
128                 if (error)
129                         return error;
130                 if (eof)
131                         *last_fsb = new_last_fsb;
132         }
133         return 0;
134 }
135
136 STATIC int
137 xfs_alert_fsblock_zero(
138         xfs_inode_t     *ip,
139         xfs_bmbt_irec_t *imap)
140 {
141         xfs_alert_tag(ip->i_mount, XFS_PTAG_FSBLOCK_ZERO,
142                         "Access to block zero in inode %llu "
143                         "start_block: %llx start_off: %llx "
144                         "blkcnt: %llx extent-state: %x",
145                 (unsigned long long)ip->i_ino,
146                 (unsigned long long)imap->br_startblock,
147                 (unsigned long long)imap->br_startoff,
148                 (unsigned long long)imap->br_blockcount,
149                 imap->br_state);
150         return -EFSCORRUPTED;
151 }
152
153 int
154 xfs_iomap_write_direct(
155         xfs_inode_t     *ip,
156         xfs_off_t       offset,
157         size_t          count,
158         xfs_bmbt_irec_t *imap,
159         int             nmaps)
160 {
161         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
162         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
163         xfs_fileoff_t   last_fsb;
164         xfs_filblks_t   count_fsb, resaligned;
165         xfs_fsblock_t   firstfsb;
166         xfs_extlen_t    extsz;
167         int             nimaps;
168         int             quota_flag;
169         int             rt;
170         xfs_trans_t     *tp;
171         struct xfs_defer_ops dfops;
172         uint            qblocks, resblks, resrtextents;
173         int             error;
174         int             lockmode;
175         int             bmapi_flags = XFS_BMAPI_PREALLOC;
176         uint            tflags = 0;
177
178         rt = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip);
179         extsz = xfs_get_extsz_hint(ip);
180         lockmode = XFS_ILOCK_SHARED;    /* locked by caller */
181
182         ASSERT(xfs_isilocked(ip, lockmode));
183
184         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
185         last_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, ((xfs_ufsize_t)(offset + count)));
186         if ((offset + count) > XFS_ISIZE(ip)) {
187                 /*
188                  * Assert that the in-core extent list is present since this can
189                  * call xfs_iread_extents() and we only have the ilock shared.
190                  * This should be safe because the lock was held around a bmapi
191                  * call in the caller and we only need it to access the in-core
192                  * list.
193                  */
194                 ASSERT(XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK)->if_flags &
195                                                                 XFS_IFEXTENTS);
196                 error = xfs_iomap_eof_align_last_fsb(ip, extsz, &last_fsb);
197                 if (error)
198                         goto out_unlock;
199         } else {
200                 if (nmaps && (imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK))
201                         last_fsb = MIN(last_fsb, (xfs_fileoff_t)
202                                         imap->br_blockcount +
203                                         imap->br_startoff);
204         }
205         count_fsb = last_fsb - offset_fsb;
206         ASSERT(count_fsb > 0);
207         resaligned = xfs_aligned_fsb_count(offset_fsb, count_fsb, extsz);
208
209         if (unlikely(rt)) {
210                 resrtextents = qblocks = resaligned;
211                 resrtextents /= mp->m_sb.sb_rextsize;
212                 resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0);
213                 quota_flag = XFS_QMOPT_RES_RTBLKS;
214         } else {
215                 resrtextents = 0;
216                 resblks = qblocks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, resaligned);
217                 quota_flag = XFS_QMOPT_RES_REGBLKS;
218         }
219
220         /*
221          * Drop the shared lock acquired by the caller, attach the dquot if
222          * necessary and move on to transaction setup.
223          */
224         xfs_iunlock(ip, lockmode);
225         error = xfs_qm_dqattach(ip, 0);
226         if (error)
227                 return error;
228
229         /*
230          * For DAX, we do not allocate unwritten extents, but instead we zero
231          * the block before we commit the transaction.  Ideally we'd like to do
232          * this outside the transaction context, but if we commit and then crash
233          * we may not have zeroed the blocks and this will be exposed on
234          * recovery of the allocation. Hence we must zero before commit.
235          *
236          * Further, if we are mapping unwritten extents here, we need to zero
237          * and convert them to written so that we don't need an unwritten extent
238          * callback for DAX. This also means that we need to be able to dip into
239          * the reserve block pool for bmbt block allocation if there is no space
240          * left but we need to do unwritten extent conversion.
241          */
242         if (IS_DAX(VFS_I(ip))) {
243                 bmapi_flags = XFS_BMAPI_CONVERT | XFS_BMAPI_ZERO;
244                 if (imap->br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN) {
245                         tflags |= XFS_TRANS_RESERVE;
246                         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
247                 }
248         }
249         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, resrtextents,
250                         tflags, &tp);
251         if (error)
252                 return error;
253
254         lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
255         xfs_ilock(ip, lockmode);
256
257         error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(tp, ip, qblocks, 0, quota_flag);
258         if (error)
259                 goto out_trans_cancel;
260
261         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
262
263         /*
264          * From this point onwards we overwrite the imap pointer that the
265          * caller gave to us.
266          */
267         xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
268         nimaps = 1;
269         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
270                                 bmapi_flags, &firstfsb, resblks, imap,
271                                 &nimaps, &dfops);
272         if (error)
273                 goto out_bmap_cancel;
274
275         /*
276          * Complete the transaction
277          */
278         error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops);
279         if (error)
280                 goto out_bmap_cancel;
281
282         error = xfs_trans_commit(tp);
283         if (error)
284                 goto out_unlock;
285
286         /*
287          * Copy any maps to caller's array and return any error.
288          */
289         if (nimaps == 0) {
290                 error = -ENOSPC;
291                 goto out_unlock;
292         }
293
294         if (!(imap->br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
295                 error = xfs_alert_fsblock_zero(ip, imap);
296
297 out_unlock:
298         xfs_iunlock(ip, lockmode);
299         return error;
300
301 out_bmap_cancel:
302         xfs_defer_cancel(&dfops);
303         xfs_trans_unreserve_quota_nblks(tp, ip, (long)qblocks, 0, quota_flag);
304 out_trans_cancel:
305         xfs_trans_cancel(tp);
306         goto out_unlock;
307 }
308
309 STATIC bool
310 xfs_quota_need_throttle(
311         struct xfs_inode *ip,
312         int type,
313         xfs_fsblock_t alloc_blocks)
314 {
315         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
316
317         if (!dq || !xfs_this_quota_on(ip->i_mount, type))
318                 return false;
319
320         /* no hi watermark, no throttle */
321         if (!dq->q_prealloc_hi_wmark)
322                 return false;
323
324         /* under the lo watermark, no throttle */
325         if (dq->q_res_bcount + alloc_blocks < dq->q_prealloc_lo_wmark)
326                 return false;
327
328         return true;
329 }
330
331 STATIC void
332 xfs_quota_calc_throttle(
333         struct xfs_inode *ip,
334         int type,
335         xfs_fsblock_t *qblocks,
336         int *qshift,
337         int64_t *qfreesp)
338 {
339         int64_t freesp;
340         int shift = 0;
341         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
342
343         /* no dq, or over hi wmark, squash the prealloc completely */
344         if (!dq || dq->q_res_bcount >= dq->q_prealloc_hi_wmark) {
345                 *qblocks = 0;
346                 *qfreesp = 0;
347                 return;
348         }
349
350         freesp = dq->q_prealloc_hi_wmark - dq->q_res_bcount;
351         if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_5_PCNT]) {
352                 shift = 2;
353                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_3_PCNT])
354                         shift += 2;
355                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_1_PCNT])
356                         shift += 2;
357         }
358
359         if (freesp < *qfreesp)
360                 *qfreesp = freesp;
361
362         /* only overwrite the throttle values if we are more aggressive */
363         if ((freesp >> shift) < (*qblocks >> *qshift)) {
364                 *qblocks = freesp;
365                 *qshift = shift;
366         }
367 }
368
369 /*
370  * If we are doing a write at the end of the file and there are no allocations
371  * past this one, then extend the allocation out to the file system's write
372  * iosize.
373  *
374  * If we don't have a user specified preallocation size, dynamically increase
375  * the preallocation size as the size of the file grows.  Cap the maximum size
376  * at a single extent or less if the filesystem is near full. The closer the
377  * filesystem is to full, the smaller the maximum prealocation.
378  *
379  * As an exception we don't do any preallocation at all if the file is smaller
380  * than the minimum preallocation and we are using the default dynamic
381  * preallocation scheme, as it is likely this is the only write to the file that
382  * is going to be done.
383  *
384  * We clean up any extra space left over when the file is closed in
385  * xfs_inactive().
386  */
387 STATIC xfs_fsblock_t
388 xfs_iomap_prealloc_size(
389         struct xfs_inode        *ip,
390         loff_t                  offset,
391         loff_t                  count,
392         xfs_extnum_t            idx)
393 {
394         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
395         struct xfs_ifork        *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK);
396         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
397         struct xfs_bmbt_irec    prev;
398         int                     shift = 0;
399         int64_t                 freesp;
400         xfs_fsblock_t           qblocks;
401         int                     qshift = 0;
402         xfs_fsblock_t           alloc_blocks = 0;
403
404         if (offset + count <= XFS_ISIZE(ip))
405                 return 0;
406
407         if (!(mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE) &&
408             (XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_writeio_blocks)))
409                 return 0;
410
411         /*
412          * If an explicit allocsize is set, the file is small, or we
413          * are writing behind a hole, then use the minimum prealloc:
414          */
415         if ((mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE) ||
416             XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_dalign) ||
417             !xfs_iext_get_extent(ifp, idx - 1, &prev) ||
418             prev.br_startoff + prev.br_blockcount < offset_fsb)
419                 return mp->m_writeio_blocks;
420
421         /*
422          * Determine the initial size of the preallocation. We are beyond the
423          * current EOF here, but we need to take into account whether this is
424          * a sparse write or an extending write when determining the
425          * preallocation size.  Hence we need to look up the extent that ends
426          * at the current write offset and use the result to determine the
427          * preallocation size.
428          *
429          * If the extent is a hole, then preallocation is essentially disabled.
430          * Otherwise we take the size of the preceding data extent as the basis
431          * for the preallocation size. If the size of the extent is greater than
432          * half the maximum extent length, then use the current offset as the
433          * basis. This ensures that for large files the preallocation size
434          * always extends to MAXEXTLEN rather than falling short due to things
435          * like stripe unit/width alignment of real extents.
436          */
437         if (prev.br_blockcount <= (MAXEXTLEN >> 1))
438                 alloc_blocks = prev.br_blockcount << 1;
439         else
440                 alloc_blocks = XFS_B_TO_FSB(mp, offset);
441         if (!alloc_blocks)
442                 goto check_writeio;
443         qblocks = alloc_blocks;
444
445         /*
446          * MAXEXTLEN is not a power of two value but we round the prealloc down
447          * to the nearest power of two value after throttling. To prevent the
448          * round down from unconditionally reducing the maximum supported prealloc
449          * size, we round up first, apply appropriate throttling, round down and
450          * cap the value to MAXEXTLEN.
451          */
452         alloc_blocks = XFS_FILEOFF_MIN(roundup_pow_of_two(MAXEXTLEN),
453                                        alloc_blocks);
454
455         freesp = percpu_counter_read_positive(&mp->m_fdblocks);
456         if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_5_PCNT]) {
457                 shift = 2;
458                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_4_PCNT])
459                         shift++;
460                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_3_PCNT])
461                         shift++;
462                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_2_PCNT])
463                         shift++;
464                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_1_PCNT])
465                         shift++;
466         }
467
468         /*
469          * Check each quota to cap the prealloc size, provide a shift value to
470          * throttle with and adjust amount of available space.
471          */
472         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_USER, alloc_blocks))
473                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_USER, &qblocks, &qshift,
474                                         &freesp);
475         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, alloc_blocks))
476                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, &qblocks, &qshift,
477                                         &freesp);
478         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, alloc_blocks))
479                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, &qblocks, &qshift,
480                                         &freesp);
481
482         /*
483          * The final prealloc size is set to the minimum of free space available
484          * in each of the quotas and the overall filesystem.
485          *
486          * The shift throttle value is set to the maximum value as determined by
487          * the global low free space values and per-quota low free space values.
488          */
489         alloc_blocks = MIN(alloc_blocks, qblocks);
490         shift = MAX(shift, qshift);
491
492         if (shift)
493                 alloc_blocks >>= shift;
494         /*
495          * rounddown_pow_of_two() returns an undefined result if we pass in
496          * alloc_blocks = 0.
497          */
498         if (alloc_blocks)
499                 alloc_blocks = rounddown_pow_of_two(alloc_blocks);
500         if (alloc_blocks > MAXEXTLEN)
501                 alloc_blocks = MAXEXTLEN;
502
503         /*
504          * If we are still trying to allocate more space than is
505          * available, squash the prealloc hard. This can happen if we
506          * have a large file on a small filesystem and the above
507          * lowspace thresholds are smaller than MAXEXTLEN.
508          */
509         while (alloc_blocks && alloc_blocks >= freesp)
510                 alloc_blocks >>= 4;
511 check_writeio:
512         if (alloc_blocks < mp->m_writeio_blocks)
513                 alloc_blocks = mp->m_writeio_blocks;
514         trace_xfs_iomap_prealloc_size(ip, alloc_blocks, shift,
515                                       mp->m_writeio_blocks);
516         return alloc_blocks;
517 }
518
519 static int
520 xfs_file_iomap_begin_delay(
521         struct inode            *inode,
522         loff_t                  offset,
523         loff_t                  count,
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))) {
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);
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         bool            update_isize)
834 {
835         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
836         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
837         xfs_filblks_t   count_fsb;
838         xfs_filblks_t   numblks_fsb;
839         xfs_fsblock_t   firstfsb;
840         int             nimaps;
841         xfs_trans_t     *tp;
842         xfs_bmbt_irec_t imap;
843         struct xfs_defer_ops dfops;
844         struct inode    *inode = VFS_I(ip);
845         xfs_fsize_t     i_size;
846         uint            resblks;
847         int             error;
848
849         trace_xfs_unwritten_convert(ip, offset, count);
850
851         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
852         count_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, (xfs_ufsize_t)offset + count);
853         count_fsb = (xfs_filblks_t)(count_fsb - offset_fsb);
854
855         /*
856          * Reserve enough blocks in this transaction for two complete extent
857          * btree splits.  We may be converting the middle part of an unwritten
858          * extent and in this case we will insert two new extents in the btree
859          * each of which could cause a full split.
860          *
861          * This reservation amount will be used in the first call to
862          * xfs_bmbt_split() to select an AG with enough space to satisfy the
863          * rest of the operation.
864          */
865         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
866
867         do {
868                 /*
869                  * Set up a transaction to convert the range of extents
870                  * from unwritten to real. Do allocations in a loop until
871                  * we have covered the range passed in.
872                  *
873                  * Note that we can't risk to recursing back into the filesystem
874                  * here as we might be asked to write out the same inode that we
875                  * complete here and might deadlock on the iolock.
876                  */
877                 error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0,
878                                 XFS_TRANS_RESERVE | XFS_TRANS_NOFS, &tp);
879                 if (error)
880                         return error;
881
882                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
883                 xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
884
885                 /*
886                  * Modify the unwritten extent state of the buffer.
887                  */
888                 xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
889                 nimaps = 1;
890                 error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
891                                         XFS_BMAPI_CONVERT, &firstfsb, resblks,
892                                         &imap, &nimaps, &dfops);
893                 if (error)
894                         goto error_on_bmapi_transaction;
895
896                 /*
897                  * Log the updated inode size as we go.  We have to be careful
898                  * to only log it up to the actual write offset if it is
899                  * halfway into a block.
900                  */
901                 i_size = XFS_FSB_TO_B(mp, offset_fsb + count_fsb);
902                 if (i_size > offset + count)
903                         i_size = offset + count;
904                 if (update_isize && i_size > i_size_read(inode))
905                         i_size_write(inode, i_size);
906                 i_size = xfs_new_eof(ip, i_size);
907                 if (i_size) {
908                         ip->i_d.di_size = i_size;
909                         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
910                 }
911
912                 error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops);
913                 if (error)
914                         goto error_on_bmapi_transaction;
915
916                 error = xfs_trans_commit(tp);
917                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
918                 if (error)
919                         return error;
920
921                 if (!(imap.br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
922                         return xfs_alert_fsblock_zero(ip, &imap);
923
924                 if ((numblks_fsb = imap.br_blockcount) == 0) {
925                         /*
926                          * The numblks_fsb value should always get
927                          * smaller, otherwise the loop is stuck.
928                          */
929                         ASSERT(imap.br_blockcount);
930                         break;
931                 }
932                 offset_fsb += numblks_fsb;
933                 count_fsb -= numblks_fsb;
934         } while (count_fsb > 0);
935
936         return 0;
937
938 error_on_bmapi_transaction:
939         xfs_defer_cancel(&dfops);
940         xfs_trans_cancel(tp);
941         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
942         return error;
943 }
944
945 static inline bool imap_needs_alloc(struct inode *inode,
946                 struct xfs_bmbt_irec *imap, int nimaps)
947 {
948         return !nimaps ||
949                 imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK ||
950                 imap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK ||
951                 (IS_DAX(inode) && imap->br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN);
952 }
953
954 static inline bool need_excl_ilock(struct xfs_inode *ip, unsigned flags)
955 {
956         /*
957          * COW writes will allocate delalloc space, so we need to make sure
958          * to take the lock exclusively here.
959          */
960         if (xfs_is_reflink_inode(ip) && (flags & (IOMAP_WRITE | IOMAP_ZERO)))
961                 return true;
962         if ((flags & IOMAP_DIRECT) && (flags & IOMAP_WRITE))
963                 return true;
964         return false;
965 }
966
967 static int
968 xfs_file_iomap_begin(
969         struct inode            *inode,
970         loff_t                  offset,
971         loff_t                  length,
972         unsigned                flags,
973         struct iomap            *iomap)
974 {
975         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
976         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
977         struct xfs_bmbt_irec    imap;
978         xfs_fileoff_t           offset_fsb, end_fsb;
979         int                     nimaps = 1, error = 0;
980         bool                    shared = false, trimmed = false;
981         unsigned                lockmode;
982
983         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
984                 return -EIO;
985
986         if (((flags & (IOMAP_WRITE | IOMAP_DIRECT)) == IOMAP_WRITE) &&
987                         !IS_DAX(inode) && !xfs_get_extsz_hint(ip)) {
988                 /* Reserve delalloc blocks for regular writeback. */
989                 return xfs_file_iomap_begin_delay(inode, offset, length, iomap);
990         }
991
992         if (need_excl_ilock(ip, flags)) {
993                 lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
994                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
995         } else {
996                 lockmode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
997         }
998
999         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && !(ip->i_df.if_flags & XFS_IFEXTENTS)) {
1000                 error = -EAGAIN;
1001                 goto out_unlock;
1002         }
1003
1004         ASSERT(offset <= mp->m_super->s_maxbytes);
1005         if ((xfs_fsize_t)offset + length > mp->m_super->s_maxbytes)
1006                 length = mp->m_super->s_maxbytes - offset;
1007         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1008         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1009
1010         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb, &imap,
1011                                &nimaps, 0);
1012         if (error)
1013                 goto out_unlock;
1014
1015         if (flags & IOMAP_REPORT) {
1016                 /* Trim the mapping to the nearest shared extent boundary. */
1017                 error = xfs_reflink_trim_around_shared(ip, &imap, &shared,
1018                                 &trimmed);
1019                 if (error)
1020                         goto out_unlock;
1021         }
1022
1023         if ((flags & (IOMAP_WRITE | IOMAP_ZERO)) && xfs_is_reflink_inode(ip)) {
1024                 if (flags & IOMAP_DIRECT) {
1025                         /*
1026                          * A reflinked inode will result in CoW alloc.
1027                          * FIXME: It could still overwrite on unshared extents
1028                          * and not need allocation.
1029                          */
1030                         if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
1031                                 error = -EAGAIN;
1032                                 goto out_unlock;
1033                         }
1034                         /* may drop and re-acquire the ilock */
1035                         error = xfs_reflink_allocate_cow(ip, &imap, &shared,
1036                                         &lockmode);
1037                         if (error)
1038                                 goto out_unlock;
1039                 } else {
1040                         error = xfs_reflink_reserve_cow(ip, &imap, &shared);
1041                         if (error)
1042                                 goto out_unlock;
1043                 }
1044
1045                 end_fsb = imap.br_startoff + imap.br_blockcount;
1046                 length = XFS_FSB_TO_B(mp, end_fsb) - offset;
1047         }
1048
1049         if ((flags & IOMAP_WRITE) && imap_needs_alloc(inode, &imap, nimaps)) {
1050                 /*
1051                  * If nowait is set bail since we are going to make
1052                  * allocations.
1053                  */
1054                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
1055                         error = -EAGAIN;
1056                         goto out_unlock;
1057                 }
1058                 /*
1059                  * We cap the maximum length we map here to MAX_WRITEBACK_PAGES
1060                  * pages to keep the chunks of work done where somewhat symmetric
1061                  * with the work writeback does. This is a completely arbitrary
1062                  * number pulled out of thin air as a best guess for initial
1063                  * testing.
1064                  *
1065                  * Note that the values needs to be less than 32-bits wide until
1066                  * the lower level functions are updated.
1067                  */
1068                 length = min_t(loff_t, length, 1024 * PAGE_SIZE);
1069                 /*
1070                  * xfs_iomap_write_direct() expects the shared lock. It
1071                  * is unlocked on return.
1072                  */
1073                 if (lockmode == XFS_ILOCK_EXCL)
1074                         xfs_ilock_demote(ip, lockmode);
1075                 error = xfs_iomap_write_direct(ip, offset, length, &imap,
1076                                 nimaps);
1077                 if (error)
1078                         return error;
1079
1080                 iomap->flags = IOMAP_F_NEW;
1081                 trace_xfs_iomap_alloc(ip, offset, length, 0, &imap);
1082         } else {
1083                 ASSERT(nimaps);
1084
1085                 xfs_iunlock(ip, lockmode);
1086                 trace_xfs_iomap_found(ip, offset, length, 0, &imap);
1087         }
1088
1089         xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1090
1091         if (shared)
1092                 iomap->flags |= IOMAP_F_SHARED;
1093         return 0;
1094 out_unlock:
1095         xfs_iunlock(ip, lockmode);
1096         return error;
1097 }
1098
1099 static int
1100 xfs_file_iomap_end_delalloc(
1101         struct xfs_inode        *ip,
1102         loff_t                  offset,
1103         loff_t                  length,
1104         ssize_t                 written,
1105         struct iomap            *iomap)
1106 {
1107         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1108         xfs_fileoff_t           start_fsb;
1109         xfs_fileoff_t           end_fsb;
1110         int                     error = 0;
1111
1112         /*
1113          * Behave as if the write failed if drop writes is enabled. Set the NEW
1114          * flag to force delalloc cleanup.
1115          */
1116         if (XFS_TEST_ERROR(false, mp, XFS_ERRTAG_DROP_WRITES)) {
1117                 iomap->flags |= IOMAP_F_NEW;
1118                 written = 0;
1119         }
1120
1121         /*
1122          * start_fsb refers to the first unused block after a short write. If
1123          * nothing was written, round offset down to point at the first block in
1124          * the range.
1125          */
1126         if (unlikely(!written))
1127                 start_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1128         else
1129                 start_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + written);
1130         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1131
1132         /*
1133          * Trim delalloc blocks if they were allocated by this write and we
1134          * didn't manage to write the whole range.
1135          *
1136          * We don't need to care about racing delalloc as we hold i_mutex
1137          * across the reserve/allocate/unreserve calls. If there are delalloc
1138          * blocks in the range, they are ours.
1139          */
1140         if ((iomap->flags & IOMAP_F_NEW) && start_fsb < end_fsb) {
1141                 truncate_pagecache_range(VFS_I(ip), XFS_FSB_TO_B(mp, start_fsb),
1142                                          XFS_FSB_TO_B(mp, end_fsb) - 1);
1143
1144                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1145                 error = xfs_bmap_punch_delalloc_range(ip, start_fsb,
1146                                                end_fsb - start_fsb);
1147                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1148
1149                 if (error && !XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp)) {
1150                         xfs_alert(mp, "%s: unable to clean up ino %lld",
1151                                 __func__, ip->i_ino);
1152                         return error;
1153                 }
1154         }
1155
1156         return 0;
1157 }
1158
1159 static int
1160 xfs_file_iomap_end(
1161         struct inode            *inode,
1162         loff_t                  offset,
1163         loff_t                  length,
1164         ssize_t                 written,
1165         unsigned                flags,
1166         struct iomap            *iomap)
1167 {
1168         if ((flags & IOMAP_WRITE) && iomap->type == IOMAP_DELALLOC)
1169                 return xfs_file_iomap_end_delalloc(XFS_I(inode), offset,
1170                                 length, written, iomap);
1171         return 0;
1172 }
1173
1174 const struct iomap_ops xfs_iomap_ops = {
1175         .iomap_begin            = xfs_file_iomap_begin,
1176         .iomap_end              = xfs_file_iomap_end,
1177 };
1178
1179 static int
1180 xfs_xattr_iomap_begin(
1181         struct inode            *inode,
1182         loff_t                  offset,
1183         loff_t                  length,
1184         unsigned                flags,
1185         struct iomap            *iomap)
1186 {
1187         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1188         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1189         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1190         xfs_fileoff_t           end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1191         struct xfs_bmbt_irec    imap;
1192         int                     nimaps = 1, error = 0;
1193         unsigned                lockmode;
1194
1195         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1196                 return -EIO;
1197
1198         lockmode = xfs_ilock_attr_map_shared(ip);
1199
1200         /* if there are no attribute fork or extents, return ENOENT */
1201         if (!XFS_IFORK_Q(ip) || !ip->i_d.di_anextents) {
1202                 error = -ENOENT;
1203                 goto out_unlock;
1204         }
1205
1206         ASSERT(ip->i_d.di_aformat != XFS_DINODE_FMT_LOCAL);
1207         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb, &imap,
1208                                &nimaps, XFS_BMAPI_ENTIRE | XFS_BMAPI_ATTRFORK);
1209 out_unlock:
1210         xfs_iunlock(ip, lockmode);
1211
1212         if (!error) {
1213                 ASSERT(nimaps);
1214                 xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1215         }
1216
1217         return error;
1218 }
1219
1220 const struct iomap_ops xfs_xattr_iomap_ops = {
1221         .iomap_begin            = xfs_xattr_iomap_begin,
1222 };