fs/xfs/xfs_iomap.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2000-2006 Silicon Graphics, Inc.
   3  * All Rights Reserved.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   7  * published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
  16  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  17  */
  18 #include <linux/iomap.h>
  19 #include "xfs.h"
  20 #include "xfs_fs.h"
  21 #include "xfs_shared.h"
  22 #include "xfs_format.h"
  23 #include "xfs_log_format.h"
  24 #include "xfs_trans_resv.h"
  25 #include "xfs_mount.h"
  26 #include "xfs_inode.h"
  27 #include "xfs_btree.h"
  28 #include "xfs_bmap_btree.h"
  29 #include "xfs_bmap.h"
  30 #include "xfs_bmap_util.h"
  31 #include "xfs_error.h"
  32 #include "xfs_trans.h"
  33 #include "xfs_trans_space.h"
  34 #include "xfs_iomap.h"
  35 #include "xfs_trace.h"
  36 #include "xfs_icache.h"
  37 #include "xfs_quota.h"
  38 #include "xfs_dquot_item.h"
  39 #include "xfs_dquot.h"
  40
  41
  42 #define XFS_WRITEIO_ALIGN(mp,off)       (((off) >> mp->m_writeio_log) \
  43                                                 << mp->m_writeio_log)
  44 #define XFS_WRITE_IMAPS         XFS_BMAP_MAX_NMAP
  45
  46 STATIC int
  47 xfs_iomap_eof_align_last_fsb(
  48         xfs_mount_t     *mp,
  49         xfs_inode_t     *ip,
  50         xfs_extlen_t    extsize,
  51         xfs_fileoff_t   *last_fsb)
  52 {
  53         xfs_extlen_t    align = 0;
  54         int             eof, error;
  55
  56         if (!XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)) {
  57                 /*
  58                  * Round up the allocation request to a stripe unit
  59                  * (m_dalign) boundary if the file size is >= stripe unit
  60                  * size, and we are allocating past the allocation eof.
  61                  *
  62                  * If mounted with the "-o swalloc" option the alignment is
  63                  * increased from the strip unit size to the stripe width.
  64                  */
  65                 if (mp->m_swidth && (mp->m_flags & XFS_MOUNT_SWALLOC))
  66                         align = mp->m_swidth;
  67                 else if (mp->m_dalign)
  68                         align = mp->m_dalign;
  69
  70                 if (align && XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, align))
  71                         align = 0;
  72         }
  73
  74         /*
  75          * Always round up the allocation request to an extent boundary
  76          * (when file on a real-time subvolume or has di_extsize hint).
  77          */
  78         if (extsize) {
  79                 if (align)
  80                         align = roundup_64(align, extsize);
  81                 else
  82                         align = extsize;
  83         }
  84
  85         if (align) {
  86                 xfs_fileoff_t   new_last_fsb = roundup_64(*last_fsb, align);
  87                 error = xfs_bmap_eof(ip, new_last_fsb, XFS_DATA_FORK, &eof);
  88                 if (error)
  89                         return error;
  90                 if (eof)
  91                         *last_fsb = new_last_fsb;
  92         }
  93         return 0;
  94 }
  95
  96 STATIC int
  97 xfs_alert_fsblock_zero(
  98         xfs_inode_t     *ip,
  99         xfs_bmbt_irec_t *imap)
 100 {
 101         xfs_alert_tag(ip->i_mount, XFS_PTAG_FSBLOCK_ZERO,
 102                         "Access to block zero in inode %llu "
 103                         "start_block: %llx start_off: %llx "
 104                         "blkcnt: %llx extent-state: %x",
 105                 (unsigned long long)ip->i_ino,
 106                 (unsigned long long)imap->br_startblock,
 107                 (unsigned long long)imap->br_startoff,
 108                 (unsigned long long)imap->br_blockcount,
 109                 imap->br_state);
 110         return -EFSCORRUPTED;
 111 }
 112
 113 int
 114 xfs_iomap_write_direct(
 115         xfs_inode_t     *ip,
 116         xfs_off_t       offset,
 117         size_t          count,
 118         xfs_bmbt_irec_t *imap,
 119         int             nmaps)
 120 {
 121         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 122         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
 123         xfs_fileoff_t   last_fsb;
 124         xfs_filblks_t   count_fsb, resaligned;
 125         xfs_fsblock_t   firstfsb;
 126         xfs_extlen_t    extsz, temp;
 127         int             nimaps;
 128         int             quota_flag;
 129         int             rt;
 130         xfs_trans_t     *tp;
 131         xfs_bmap_free_t free_list;
 132         uint            qblocks, resblks, resrtextents;
 133         int             error;
 134         int             lockmode;
 135         int             bmapi_flags = XFS_BMAPI_PREALLOC;
 136         uint            tflags = 0;
 137
 138         rt = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip);
 139         extsz = xfs_get_extsz_hint(ip);
 140         lockmode = XFS_ILOCK_SHARED;    /* locked by caller */
 141
 142         ASSERT(xfs_isilocked(ip, lockmode));
 143
 144         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 145         last_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, ((xfs_ufsize_t)(offset + count)));
 146         if ((offset + count) > XFS_ISIZE(ip)) {
 147                 /*
 148                  * Assert that the in-core extent list is present since this can
 149                  * call xfs_iread_extents() and we only have the ilock shared.
 150                  * This should be safe because the lock was held around a bmapi
 151                  * call in the caller and we only need it to access the in-core
 152                  * list.
 153                  */
 154                 ASSERT(XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK)->if_flags &
 155                                                                 XFS_IFEXTENTS);
 156                 error = xfs_iomap_eof_align_last_fsb(mp, ip, extsz, &last_fsb);
 157                 if (error)
 158                         goto out_unlock;
 159         } else {
 160                 if (nmaps && (imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK))
 161                         last_fsb = MIN(last_fsb, (xfs_fileoff_t)
 162                                         imap->br_blockcount +
 163                                         imap->br_startoff);
 164         }
 165         count_fsb = last_fsb - offset_fsb;
 166         ASSERT(count_fsb > 0);
 167
 168         resaligned = count_fsb;
 169         if (unlikely(extsz)) {
 170                 if ((temp = do_mod(offset_fsb, extsz)))
 171                         resaligned += temp;
 172                 if ((temp = do_mod(resaligned, extsz)))
 173                         resaligned += extsz - temp;
 174         }
 175
 176         if (unlikely(rt)) {
 177                 resrtextents = qblocks = resaligned;
 178                 resrtextents /= mp->m_sb.sb_rextsize;
 179                 resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0);
 180                 quota_flag = XFS_QMOPT_RES_RTBLKS;
 181         } else {
 182                 resrtextents = 0;
 183                 resblks = qblocks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, resaligned);
 184                 quota_flag = XFS_QMOPT_RES_REGBLKS;
 185         }
 186
 187         /*
 188          * Drop the shared lock acquired by the caller, attach the dquot if
 189          * necessary and move on to transaction setup.
 190          */
 191         xfs_iunlock(ip, lockmode);
 192         error = xfs_qm_dqattach(ip, 0);
 193         if (error)
 194                 return error;
 195
 196         /*
 197          * For DAX, we do not allocate unwritten extents, but instead we zero
 198          * the block before we commit the transaction.  Ideally we'd like to do
 199          * this outside the transaction context, but if we commit and then crash
 200          * we may not have zeroed the blocks and this will be exposed on
 201          * recovery of the allocation. Hence we must zero before commit.
 202          *
 203          * Further, if we are mapping unwritten extents here, we need to zero
 204          * and convert them to written so that we don't need an unwritten extent
 205          * callback for DAX. This also means that we need to be able to dip into
 206          * the reserve block pool for bmbt block allocation if there is no space
 207          * left but we need to do unwritten extent conversion.
 208          */
 209         if (IS_DAX(VFS_I(ip))) {
 210                 bmapi_flags = XFS_BMAPI_CONVERT | XFS_BMAPI_ZERO;
 211                 if (ISUNWRITTEN(imap)) {
 212                         tflags |= XFS_TRANS_RESERVE;
 213                         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
 214                 }
 215         }
 216         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, resrtextents,
 217                         tflags, &tp);
 218         if (error)
 219                 return error;
 220
 221         lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
 222         xfs_ilock(ip, lockmode);
 223
 224         error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(tp, ip, qblocks, 0, quota_flag);
 225         if (error)
 226                 goto out_trans_cancel;
 227
 228         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 229
 230         /*
 231          * From this point onwards we overwrite the imap pointer that the
 232          * caller gave to us.
 233          */
 234         xfs_bmap_init(&free_list, &firstfsb);
 235         nimaps = 1;
 236         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
 237                                 bmapi_flags, &firstfsb, resblks, imap,
 238                                 &nimaps, &free_list);
 239         if (error)
 240                 goto out_bmap_cancel;
 241
 242         /*
 243          * Complete the transaction
 244          */
 245         error = xfs_bmap_finish(&tp, &free_list, NULL);
 246         if (error)
 247                 goto out_bmap_cancel;
 248
 249         error = xfs_trans_commit(tp);
 250         if (error)
 251                 goto out_unlock;
 252
 253         /*
 254          * Copy any maps to caller's array and return any error.
 255          */
 256         if (nimaps == 0) {
 257                 error = -ENOSPC;
 258                 goto out_unlock;
 259         }
 260
 261         if (!(imap->br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
 262                 error = xfs_alert_fsblock_zero(ip, imap);
 263
 264 out_unlock:
 265         xfs_iunlock(ip, lockmode);
 266         return error;
 267
 268 out_bmap_cancel:
 269         xfs_bmap_cancel(&free_list);
 270         xfs_trans_unreserve_quota_nblks(tp, ip, (long)qblocks, 0, quota_flag);
 271 out_trans_cancel:
 272         xfs_trans_cancel(tp);
 273         goto out_unlock;
 274 }
 275
 276 /*
 277  * If the caller is doing a write at the end of the file, then extend the
 278  * allocation out to the file system's write iosize.  We clean up any extra
 279  * space left over when the file is closed in xfs_inactive().
 280  *
 281  * If we find we already have delalloc preallocation beyond EOF, don't do more
 282  * preallocation as it it not needed.
 283  */
 284 STATIC int
 285 xfs_iomap_eof_want_preallocate(
 286         xfs_mount_t     *mp,
 287         xfs_inode_t     *ip,
 288         xfs_off_t       offset,
 289         size_t          count,
 290         xfs_bmbt_irec_t *imap,
 291         int             nimaps,
 292         int             *prealloc)
 293 {
 294         xfs_fileoff_t   start_fsb;
 295         xfs_filblks_t   count_fsb;
 296         int             n, error, imaps;
 297         int             found_delalloc = 0;
 298
 299         *prealloc = 0;
 300         if (offset + count <= XFS_ISIZE(ip))
 301                 return 0;
 302
 303         /*
 304          * If the file is smaller than the minimum prealloc and we are using
 305          * dynamic preallocation, don't do any preallocation at all as it is
 306          * likely this is the only write to the file that is going to be done.
 307          */
 308         if (!(mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE) &&
 309             XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_writeio_blocks))
 310                 return 0;
 311
 312         /*
 313          * If there are any real blocks past eof, then don't
 314          * do any speculative allocation.
 315          */
 316         start_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, ((xfs_ufsize_t)(offset + count - 1)));
 317         count_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, mp->m_super->s_maxbytes);
 318         while (count_fsb > 0) {
 319                 imaps = nimaps;
 320                 error = xfs_bmapi_read(ip, start_fsb, count_fsb, imap, &imaps,
 321                                        0);
 322                 if (error)
 323                         return error;
 324                 for (n = 0; n < imaps; n++) {
 325                         if ((imap[n].br_startblock != HOLESTARTBLOCK) &&
 326                             (imap[n].br_startblock != DELAYSTARTBLOCK))
 327                                 return 0;
 328                         start_fsb += imap[n].br_blockcount;
 329                         count_fsb -= imap[n].br_blockcount;
 330
 331                         if (imap[n].br_startblock == DELAYSTARTBLOCK)
 332                                 found_delalloc = 1;
 333                 }
 334         }
 335         if (!found_delalloc)
 336                 *prealloc = 1;
 337         return 0;
 338 }
 339
 340 /*
 341  * Determine the initial size of the preallocation. We are beyond the current
 342  * EOF here, but we need to take into account whether this is a sparse write or
 343  * an extending write when determining the preallocation size.  Hence we need to
 344  * look up the extent that ends at the current write offset and use the result
 345  * to determine the preallocation size.
 346  *
 347  * If the extent is a hole, then preallocation is essentially disabled.
 348  * Otherwise we take the size of the preceeding data extent as the basis for the
 349  * preallocation size. If the size of the extent is greater than half the
 350  * maximum extent length, then use the current offset as the basis. This ensures
 351  * that for large files the preallocation size always extends to MAXEXTLEN
 352  * rather than falling short due to things like stripe unit/width alignment of
 353  * real extents.
 354  */
 355 STATIC xfs_fsblock_t
 356 xfs_iomap_eof_prealloc_initial_size(
 357         struct xfs_mount        *mp,
 358         struct xfs_inode        *ip,
 359         xfs_off_t               offset,
 360         xfs_bmbt_irec_t         *imap,
 361         int                     nimaps)
 362 {
 363         xfs_fileoff_t   start_fsb;
 364         int             imaps = 1;
 365         int             error;
 366
 367         ASSERT(nimaps >= imaps);
 368
 369         /* if we are using a specific prealloc size, return now */
 370         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE)
 371                 return 0;
 372
 373         /* If the file is small, then use the minimum prealloc */
 374         if (XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_dalign))
 375                 return 0;
 376
 377         /*
 378          * As we write multiple pages, the offset will always align to the
 379          * start of a page and hence point to a hole at EOF. i.e. if the size is
 380          * 4096 bytes, we only have one block at FSB 0, but XFS_B_TO_FSB(4096)
 381          * will return FSB 1. Hence if there are blocks in the file, we want to
 382          * point to the block prior to the EOF block and not the hole that maps
 383          * directly at @offset.
 384          */
 385         start_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset);
 386         if (start_fsb)
 387                 start_fsb--;
 388         error = xfs_bmapi_read(ip, start_fsb, 1, imap, &imaps, XFS_BMAPI_ENTIRE);
 389         if (error)
 390                 return 0;
 391
 392         ASSERT(imaps == 1);
 393         if (imap[0].br_startblock == HOLESTARTBLOCK)
 394                 return 0;
 395         if (imap[0].br_blockcount <= (MAXEXTLEN >> 1))
 396                 return imap[0].br_blockcount << 1;
 397         return XFS_B_TO_FSB(mp, offset);
 398 }
 399
 400 STATIC bool
 401 xfs_quota_need_throttle(
 402         struct xfs_inode *ip,
 403         int type,
 404         xfs_fsblock_t alloc_blocks)
 405 {
 406         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
 407
 408         if (!dq || !xfs_this_quota_on(ip->i_mount, type))
 409                 return false;
 410
 411         /* no hi watermark, no throttle */
 412         if (!dq->q_prealloc_hi_wmark)
 413                 return false;
 414
 415         /* under the lo watermark, no throttle */
 416         if (dq->q_res_bcount + alloc_blocks < dq->q_prealloc_lo_wmark)
 417                 return false;
 418
 419         return true;
 420 }
 421
 422 STATIC void
 423 xfs_quota_calc_throttle(
 424         struct xfs_inode *ip,
 425         int type,
 426         xfs_fsblock_t *qblocks,
 427         int *qshift,
 428         int64_t *qfreesp)
 429 {
 430         int64_t freesp;
 431         int shift = 0;
 432         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
 433
 434         /* no dq, or over hi wmark, squash the prealloc completely */
 435         if (!dq || dq->q_res_bcount >= dq->q_prealloc_hi_wmark) {
 436                 *qblocks = 0;
 437                 *qfreesp = 0;
 438                 return;
 439         }
 440
 441         freesp = dq->q_prealloc_hi_wmark - dq->q_res_bcount;
 442         if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_5_PCNT]) {
 443                 shift = 2;
 444                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_3_PCNT])
 445                         shift += 2;
 446                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_1_PCNT])
 447                         shift += 2;
 448         }
 449
 450         if (freesp < *qfreesp)
 451                 *qfreesp = freesp;
 452
 453         /* only overwrite the throttle values if we are more aggressive */
 454         if ((freesp >> shift) < (*qblocks >> *qshift)) {
 455                 *qblocks = freesp;
 456                 *qshift = shift;
 457         }
 458 }
 459
 460 /*
 461  * If we don't have a user specified preallocation size, dynamically increase
 462  * the preallocation size as the size of the file grows. Cap the maximum size
 463  * at a single extent or less if the filesystem is near full. The closer the
 464  * filesystem is to full, the smaller the maximum prealocation.
 465  */
 466 STATIC xfs_fsblock_t
 467 xfs_iomap_prealloc_size(
 468         struct xfs_mount        *mp,
 469         struct xfs_inode        *ip,
 470         xfs_off_t               offset,
 471         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
 472         int                     nimaps)
 473 {
 474         xfs_fsblock_t           alloc_blocks = 0;
 475         int                     shift = 0;
 476         int64_t                 freesp;
 477         xfs_fsblock_t           qblocks;
 478         int                     qshift = 0;
 479
 480         alloc_blocks = xfs_iomap_eof_prealloc_initial_size(mp, ip, offset,
 481                                                            imap, nimaps);
 482         if (!alloc_blocks)
 483                 goto check_writeio;
 484         qblocks = alloc_blocks;
 485
 486         /*
 487          * MAXEXTLEN is not a power of two value but we round the prealloc down
 488          * to the nearest power of two value after throttling. To prevent the
 489          * round down from unconditionally reducing the maximum supported prealloc
 490          * size, we round up first, apply appropriate throttling, round down and
 491          * cap the value to MAXEXTLEN.
 492          */
 493         alloc_blocks = XFS_FILEOFF_MIN(roundup_pow_of_two(MAXEXTLEN),
 494                                        alloc_blocks);
 495
 496         freesp = percpu_counter_read_positive(&mp->m_fdblocks);
 497         if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_5_PCNT]) {
 498                 shift = 2;
 499                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_4_PCNT])
 500                         shift++;
 501                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_3_PCNT])
 502                         shift++;
 503                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_2_PCNT])
 504                         shift++;
 505                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_1_PCNT])
 506                         shift++;
 507         }
 508
 509         /*
 510          * Check each quota to cap the prealloc size, provide a shift value to
 511          * throttle with and adjust amount of available space.
 512          */
 513         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_USER, alloc_blocks))
 514                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_USER, &qblocks, &qshift,
 515                                         &freesp);
 516         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, alloc_blocks))
 517                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, &qblocks, &qshift,
 518                                         &freesp);
 519         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, alloc_blocks))
 520                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, &qblocks, &qshift,
 521                                         &freesp);
 522
 523         /*
 524          * The final prealloc size is set to the minimum of free space available
 525          * in each of the quotas and the overall filesystem.
 526          *
 527          * The shift throttle value is set to the maximum value as determined by
 528          * the global low free space values and per-quota low free space values.
 529          */
 530         alloc_blocks = MIN(alloc_blocks, qblocks);
 531         shift = MAX(shift, qshift);
 532
 533         if (shift)
 534                 alloc_blocks >>= shift;
 535         /*
 536          * rounddown_pow_of_two() returns an undefined result if we pass in
 537          * alloc_blocks = 0.
 538          */
 539         if (alloc_blocks)
 540                 alloc_blocks = rounddown_pow_of_two(alloc_blocks);
 541         if (alloc_blocks > MAXEXTLEN)
 542                 alloc_blocks = MAXEXTLEN;
 543
 544         /*
 545          * If we are still trying to allocate more space than is
 546          * available, squash the prealloc hard. This can happen if we
 547          * have a large file on a small filesystem and the above
 548          * lowspace thresholds are smaller than MAXEXTLEN.
 549          */
 550         while (alloc_blocks && alloc_blocks >= freesp)
 551                 alloc_blocks >>= 4;
 552
 553 check_writeio:
 554         if (alloc_blocks < mp->m_writeio_blocks)
 555                 alloc_blocks = mp->m_writeio_blocks;
 556
 557         trace_xfs_iomap_prealloc_size(ip, alloc_blocks, shift,
 558                                       mp->m_writeio_blocks);
 559
 560         return alloc_blocks;
 561 }
 562
 563 int
 564 xfs_iomap_write_delay(
 565         xfs_inode_t     *ip,
 566         xfs_off_t       offset,
 567         size_t          count,
 568         xfs_bmbt_irec_t *ret_imap)
 569 {
 570         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 571         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
 572         xfs_fileoff_t   last_fsb;
 573         xfs_off_t       aligned_offset;
 574         xfs_fileoff_t   ioalign;
 575         xfs_extlen_t    extsz;
 576         int             nimaps;
 577         xfs_bmbt_irec_t imap[XFS_WRITE_IMAPS];
 578         int             prealloc;
 579         int             error;
 580
 581         ASSERT(xfs_isilocked(ip, XFS_ILOCK_EXCL));
 582
 583         /*
 584          * Make sure that the dquots are there. This doesn't hold
 585          * the ilock across a disk read.
 586          */
 587         error = xfs_qm_dqattach_locked(ip, 0);
 588         if (error)
 589                 return error;
 590
 591         extsz = xfs_get_extsz_hint(ip);
 592         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 593
 594         error = xfs_iomap_eof_want_preallocate(mp, ip, offset, count,
 595                                 imap, XFS_WRITE_IMAPS, &prealloc);
 596         if (error)
 597                 return error;
 598
 599 retry:
 600         if (prealloc) {
 601                 xfs_fsblock_t   alloc_blocks;
 602
 603                 alloc_blocks = xfs_iomap_prealloc_size(mp, ip, offset, imap,
 604                                                        XFS_WRITE_IMAPS);
 605
 606                 aligned_offset = XFS_WRITEIO_ALIGN(mp, (offset + count - 1));
 607                 ioalign = XFS_B_TO_FSBT(mp, aligned_offset);
 608                 last_fsb = ioalign + alloc_blocks;
 609         } else {
 610                 last_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, ((xfs_ufsize_t)(offset + count)));
 611         }
 612
 613         if (prealloc || extsz) {
 614                 error = xfs_iomap_eof_align_last_fsb(mp, ip, extsz, &last_fsb);
 615                 if (error)
 616                         return error;
 617         }
 618
 619         /*
 620          * Make sure preallocation does not create extents beyond the range we
 621          * actually support in this filesystem.
 622          */
 623         if (last_fsb > XFS_B_TO_FSB(mp, mp->m_super->s_maxbytes))
 624                 last_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, mp->m_super->s_maxbytes);
 625
 626         ASSERT(last_fsb > offset_fsb);
 627
 628         nimaps = XFS_WRITE_IMAPS;
 629         error = xfs_bmapi_delay(ip, offset_fsb, last_fsb - offset_fsb,
 630                                 imap, &nimaps, XFS_BMAPI_ENTIRE);
 631         switch (error) {
 632         case 0:
 633         case -ENOSPC:
 634         case -EDQUOT:
 635                 break;
 636         default:
 637                 return error;
 638         }
 639
 640         /*
 641          * If bmapi returned us nothing, we got either ENOSPC or EDQUOT. Retry
 642          * without EOF preallocation.
 643          */
 644         if (nimaps == 0) {
 645                 trace_xfs_delalloc_enospc(ip, offset, count);
 646                 if (prealloc) {
 647                         prealloc = 0;
 648                         error = 0;
 649                         goto retry;
 650                 }
 651                 return error ? error : -ENOSPC;
 652         }
 653
 654         if (!(imap[0].br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
 655                 return xfs_alert_fsblock_zero(ip, &imap[0]);
 656
 657         /*
 658          * Tag the inode as speculatively preallocated so we can reclaim this
 659          * space on demand, if necessary.
 660          */
 661         if (prealloc)
 662                 xfs_inode_set_eofblocks_tag(ip);
 663
 664         *ret_imap = imap[0];
 665         return 0;
 666 }
 667
 668 /*
 669  * Pass in a delayed allocate extent, convert it to real extents;
 670  * return to the caller the extent we create which maps on top of
 671  * the originating callers request.
 672  *
 673  * Called without a lock on the inode.
 674  *
 675  * We no longer bother to look at the incoming map - all we have to
 676  * guarantee is that whatever we allocate fills the required range.
 677  */
 678 int
 679 xfs_iomap_write_allocate(
 680         xfs_inode_t     *ip,
 681         xfs_off_t       offset,
 682         xfs_bmbt_irec_t *imap)
 683 {
 684         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 685         xfs_fileoff_t   offset_fsb, last_block;
 686         xfs_fileoff_t   end_fsb, map_start_fsb;
 687         xfs_fsblock_t   first_block;
 688         xfs_bmap_free_t free_list;
 689         xfs_filblks_t   count_fsb;
 690         xfs_trans_t     *tp;
 691         int             nimaps;
 692         int             error = 0;
 693         int             nres;
 694
 695         /*
 696          * Make sure that the dquots are there.
 697          */
 698         error = xfs_qm_dqattach(ip, 0);
 699         if (error)
 700                 return error;
 701
 702         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 703         count_fsb = imap->br_blockcount;
 704         map_start_fsb = imap->br_startoff;
 705
 706         XFS_STATS_ADD(mp, xs_xstrat_bytes, XFS_FSB_TO_B(mp, count_fsb));
 707
 708         while (count_fsb != 0) {
 709                 /*
 710                  * Set up a transaction with which to allocate the
 711                  * backing store for the file.  Do allocations in a
 712                  * loop until we get some space in the range we are
 713                  * interested in.  The other space that might be allocated
 714                  * is in the delayed allocation extent on which we sit
 715                  * but before our buffer starts.
 716                  */
 717
 718                 nimaps = 0;
 719                 while (nimaps == 0) {
 720                         nres = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(mp, XFS_DATA_FORK);
 721
 722                         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, nres,
 723                                         0, XFS_TRANS_RESERVE, &tp);
 724                         if (error)
 725                                 return error;
 726
 727                         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 728                         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 729
 730                         xfs_bmap_init(&free_list, &first_block);
 731
 732                         /*
 733                          * it is possible that the extents have changed since
 734                          * we did the read call as we dropped the ilock for a
 735                          * while. We have to be careful about truncates or hole
 736                          * punchs here - we are not allowed to allocate
 737                          * non-delalloc blocks here.
 738                          *
 739                          * The only protection against truncation is the pages
 740                          * for the range we are being asked to convert are
 741                          * locked and hence a truncate will block on them
 742                          * first.
 743                          *
 744                          * As a result, if we go beyond the range we really
 745                          * need and hit an delalloc extent boundary followed by
 746                          * a hole while we have excess blocks in the map, we
 747                          * will fill the hole incorrectly and overrun the
 748                          * transaction reservation.
 749                          *
 750                          * Using a single map prevents this as we are forced to
 751                          * check each map we look for overlap with the desired
 752                          * range and abort as soon as we find it. Also, given
 753                          * that we only return a single map, having one beyond
 754                          * what we can return is probably a bit silly.
 755                          *
 756                          * We also need to check that we don't go beyond EOF;
 757                          * this is a truncate optimisation as a truncate sets
 758                          * the new file size before block on the pages we
 759                          * currently have locked under writeback. Because they
 760                          * are about to be tossed, we don't need to write them
 761                          * back....
 762                          */
 763                         nimaps = 1;
 764                         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, XFS_ISIZE(ip));
 765                         error = xfs_bmap_last_offset(ip, &last_block,
 766                                                         XFS_DATA_FORK);
 767                         if (error)
 768                                 goto trans_cancel;
 769
 770                         last_block = XFS_FILEOFF_MAX(last_block, end_fsb);
 771                         if ((map_start_fsb + count_fsb) > last_block) {
 772                                 count_fsb = last_block - map_start_fsb;
 773                                 if (count_fsb == 0) {
 774                                         error = -EAGAIN;
 775                                         goto trans_cancel;
 776                                 }
 777                         }
 778
 779                         /*
 780                          * From this point onwards we overwrite the imap
 781                          * pointer that the caller gave to us.
 782                          */
 783                         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, map_start_fsb,
 784                                                 count_fsb, 0, &first_block,
 785                                                 nres, imap, &nimaps,
 786                                                 &free_list);
 787                         if (error)
 788                                 goto trans_cancel;
 789
 790                         error = xfs_bmap_finish(&tp, &free_list, NULL);
 791                         if (error)
 792                                 goto trans_cancel;
 793
 794                         error = xfs_trans_commit(tp);
 795                         if (error)
 796                                 goto error0;
 797
 798                         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 799                 }
 800
 801                 /*
 802                  * See if we were able to allocate an extent that
 803                  * covers at least part of the callers request
 804                  */
 805                 if (!(imap->br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
 806                         return xfs_alert_fsblock_zero(ip, imap);
 807
 808                 if ((offset_fsb >= imap->br_startoff) &&
 809                     (offset_fsb < (imap->br_startoff +
 810                                    imap->br_blockcount))) {
 811                         XFS_STATS_INC(mp, xs_xstrat_quick);
 812                         return 0;
 813                 }
 814
 815                 /*
 816                  * So far we have not mapped the requested part of the
 817                  * file, just surrounding data, try again.
 818                  */
 819                 count_fsb -= imap->br_blockcount;
 820                 map_start_fsb = imap->br_startoff + imap->br_blockcount;
 821         }
 822
 823 trans_cancel:
 824         xfs_bmap_cancel(&free_list);
 825         xfs_trans_cancel(tp);
 826 error0:
 827         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 828         return error;
 829 }
 830
 831 int
 832 xfs_iomap_write_unwritten(
 833         xfs_inode_t     *ip,
 834         xfs_off_t       offset,
 835         xfs_off_t       count)
 836 {
 837         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 838         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
 839         xfs_filblks_t   count_fsb;
 840         xfs_filblks_t   numblks_fsb;
 841         xfs_fsblock_t   firstfsb;
 842         int             nimaps;
 843         xfs_trans_t     *tp;
 844         xfs_bmbt_irec_t imap;
 845         xfs_bmap_free_t free_list;
 846         xfs_fsize_t     i_size;
 847         uint            resblks;
 848         int             error;
 849
 850         trace_xfs_unwritten_convert(ip, offset, count);
 851
 852         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 853         count_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, (xfs_ufsize_t)offset + count);
 854         count_fsb = (xfs_filblks_t)(count_fsb - offset_fsb);
 855
 856         /*
 857          * Reserve enough blocks in this transaction for two complete extent
 858          * btree splits.  We may be converting the middle part of an unwritten
 859          * extent and in this case we will insert two new extents in the btree
 860          * each of which could cause a full split.
 861          *
 862          * This reservation amount will be used in the first call to
 863          * xfs_bmbt_split() to select an AG with enough space to satisfy the
 864          * rest of the operation.
 865          */
 866         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
 867
 868         do {
 869                 /*
 870                  * Set up a transaction to convert the range of extents
 871                  * from unwritten to real. Do allocations in a loop until
 872                  * we have covered the range passed in.
 873                  *
 874                  * Note that we can't risk to recursing back into the filesystem
 875                  * here as we might be asked to write out the same inode that we
 876                  * complete here and might deadlock on the iolock.
 877                  */
 878                 error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0,
 879                                 XFS_TRANS_RESERVE | XFS_TRANS_NOFS, &tp);
 880                 if (error)
 881                         return error;
 882
 883                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 884                 xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 885
 886                 /*
 887                  * Modify the unwritten extent state of the buffer.
 888                  */
 889                 xfs_bmap_init(&free_list, &firstfsb);
 890                 nimaps = 1;
 891                 error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
 892                                         XFS_BMAPI_CONVERT, &firstfsb, resblks,
 893                                         &imap, &nimaps, &free_list);
 894                 if (error)
 895                         goto error_on_bmapi_transaction;
 896
 897                 /*
 898                  * Log the updated inode size as we go.  We have to be careful
 899                  * to only log it up to the actual write offset if it is
 900                  * halfway into a block.
 901                  */
 902                 i_size = XFS_FSB_TO_B(mp, offset_fsb + count_fsb);
 903                 if (i_size > offset + count)
 904                         i_size = offset + count;
 905
 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_bmap_finish(&tp, &free_list, NULL);
 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_bmap_cancel(&free_list);
 940         xfs_trans_cancel(tp);
 941         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 942         return error;
 943 }
 944
 945 void
 946 xfs_bmbt_to_iomap(
 947         struct xfs_inode        *ip,
 948         struct iomap            *iomap,
 949         struct xfs_bmbt_irec    *imap)
 950 {
 951         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 952
 953         if (imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK) {
 954                 iomap->blkno = IOMAP_NULL_BLOCK;
 955                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
 956         } else if (imap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK) {
 957                 iomap->blkno = IOMAP_NULL_BLOCK;
 958                 iomap->type = IOMAP_DELALLOC;
 959         } else {
 960                 iomap->blkno = xfs_fsb_to_db(ip, imap->br_startblock);
 961                 if (imap->br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN)
 962                         iomap->type = IOMAP_UNWRITTEN;
 963                 else
 964                         iomap->type = IOMAP_MAPPED;
 965         }
 966         iomap->offset = XFS_FSB_TO_B(mp, imap->br_startoff);
 967         iomap->length = XFS_FSB_TO_B(mp, imap->br_blockcount);
 968         iomap->bdev = xfs_find_bdev_for_inode(VFS_I(ip));
 969 }
 970
 971 static inline bool imap_needs_alloc(struct xfs_bmbt_irec *imap, int nimaps)
 972 {
 973         return !nimaps ||
 974                 imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK ||
 975                 imap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK;
 976 }
 977
 978 static int
 979 xfs_file_iomap_begin(
 980         struct inode            *inode,
 981         loff_t                  offset,
 982         loff_t                  length,
 983         unsigned                flags,
 984         struct iomap            *iomap)
 985 {
 986         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 987         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 988         struct xfs_bmbt_irec    imap;
 989         xfs_fileoff_t           offset_fsb, end_fsb;
 990         int                     nimaps = 1, error = 0;
 991
 992         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 993                 return -EIO;
 994
 995         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 996
 997         ASSERT(offset <= mp->m_super->s_maxbytes);
 998         if ((xfs_fsize_t)offset + length > mp->m_super->s_maxbytes)
 999                 length = mp->m_super->s_maxbytes - offset;
1000         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1001         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1002
1003         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb, &imap,
1004                                &nimaps, XFS_BMAPI_ENTIRE);
1005         if (error) {
1006                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1007                 return error;
1008         }
1009
1010         if ((flags & IOMAP_WRITE) && imap_needs_alloc(&imap, nimaps)) {
1011                 /*
1012                  * We cap the maximum length we map here to MAX_WRITEBACK_PAGES
1013                  * pages to keep the chunks of work done where somewhat symmetric
1014                  * with the work writeback does. This is a completely arbitrary
1015                  * number pulled out of thin air as a best guess for initial
1016                  * testing.
1017                  *
1018                  * Note that the values needs to be less than 32-bits wide until
1019                  * the lower level functions are updated.
1020                  */
1021                 length = min_t(loff_t, length, 1024 * PAGE_SIZE);
1022                 if (xfs_get_extsz_hint(ip)) {
1023                         /*
1024                          * xfs_iomap_write_direct() expects the shared lock. It
1025                          * is unlocked on return.
1026                          */
1027                         xfs_ilock_demote(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1028                         error = xfs_iomap_write_direct(ip, offset, length, &imap,
1029                                         nimaps);
1030                 } else {
1031                         error = xfs_iomap_write_delay(ip, offset, length, &imap);
1032                         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1033                 }
1034
1035                 if (error)
1036                         return error;
1037
1038                 trace_xfs_iomap_alloc(ip, offset, length, 0, &imap);
1039                 xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1040         } else if (nimaps) {
1041                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1042                 trace_xfs_iomap_found(ip, offset, length, 0, &imap);
1043                 xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1044         } else {
1045                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1046                 trace_xfs_iomap_not_found(ip, offset, length, 0, &imap);
1047                 iomap->blkno = IOMAP_NULL_BLOCK;
1048                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
1049                 iomap->offset = offset;
1050                 iomap->length = length;
1051         }
1052
1053         return 0;
1054 }
1055
1056 static int
1057 xfs_file_iomap_end_delalloc(
1058         struct xfs_inode        *ip,
1059         loff_t                  offset,
1060         loff_t                  length,
1061         ssize_t                 written)
1062 {
1063         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1064         xfs_fileoff_t           start_fsb;
1065         xfs_fileoff_t           end_fsb;
1066         int                     error = 0;
1067
1068         start_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + written);
1069         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1070
1071         /*
1072          * Trim back delalloc blocks if we didn't manage to write the whole
1073          * range reserved.
1074          *
1075          * We don't need to care about racing delalloc as we hold i_mutex
1076          * across the reserve/allocate/unreserve calls. If there are delalloc
1077          * blocks in the range, they are ours.
1078          */
1079         if (start_fsb < end_fsb) {
1080                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1081                 error = xfs_bmap_punch_delalloc_range(ip, start_fsb,
1082                                                end_fsb - start_fsb);
1083                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1084
1085                 if (error && !XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp)) {
1086                         xfs_alert(mp, "%s: unable to clean up ino %lld",
1087                                 __func__, ip->i_ino);
1088                         return error;
1089                 }
1090         }
1091
1092         return 0;
1093 }
1094
1095 static int
1096 xfs_file_iomap_end(
1097         struct inode            *inode,
1098         loff_t                  offset,
1099         loff_t                  length,
1100         ssize_t                 written,
1101         unsigned                flags,
1102         struct iomap            *iomap)
1103 {
1104         if ((flags & IOMAP_WRITE) && iomap->type == IOMAP_DELALLOC)
1105                 return xfs_file_iomap_end_delalloc(XFS_I(inode), offset,
1106                                 length, written);
1107         return 0;
1108 }
1109
1110 struct iomap_ops xfs_iomap_ops = {
1111         .iomap_begin            = xfs_file_iomap_begin,
1112         .iomap_end              = xfs_file_iomap_end,
1113 };