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_defer.h"
  27 #include "xfs_inode.h"
  28 #include "xfs_btree.h"
  29 #include "xfs_bmap_btree.h"
  30 #include "xfs_bmap.h"
  31 #include "xfs_bmap_util.h"
  32 #include "xfs_error.h"
  33 #include "xfs_trans.h"
  34 #include "xfs_trans_space.h"
  35 #include "xfs_iomap.h"
  36 #include "xfs_trace.h"
  37 #include "xfs_icache.h"
  38 #include "xfs_quota.h"
  39 #include "xfs_dquot_item.h"
  40 #include "xfs_dquot.h"
  41
  42
  43 #define XFS_WRITEIO_ALIGN(mp,off)       (((off) >> mp->m_writeio_log) \
  44                                                 << mp->m_writeio_log)
  45 #define XFS_WRITE_IMAPS         XFS_BMAP_MAX_NMAP
  46
  47 STATIC int
  48 xfs_iomap_eof_align_last_fsb(
  49         xfs_mount_t     *mp,
  50         xfs_inode_t     *ip,
  51         xfs_extlen_t    extsize,
  52         xfs_fileoff_t   *last_fsb)
  53 {
  54         xfs_extlen_t    align = 0;
  55         int             eof, error;
  56
  57         if (!XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)) {
  58                 /*
  59                  * Round up the allocation request to a stripe unit
  60                  * (m_dalign) boundary if the file size is >= stripe unit
  61                  * size, and we are allocating past the allocation eof.
  62                  *
  63                  * If mounted with the "-o swalloc" option the alignment is
  64                  * increased from the strip unit size to the stripe width.
  65                  */
  66                 if (mp->m_swidth && (mp->m_flags & XFS_MOUNT_SWALLOC))
  67                         align = mp->m_swidth;
  68                 else if (mp->m_dalign)
  69                         align = mp->m_dalign;
  70
  71                 if (align && XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, align))
  72                         align = 0;
  73         }
  74
  75         /*
  76          * Always round up the allocation request to an extent boundary
  77          * (when file on a real-time subvolume or has di_extsize hint).
  78          */
  79         if (extsize) {
  80                 if (align)
  81                         align = roundup_64(align, extsize);
  82                 else
  83                         align = extsize;
  84         }
  85
  86         if (align) {
  87                 xfs_fileoff_t   new_last_fsb = roundup_64(*last_fsb, align);
  88                 error = xfs_bmap_eof(ip, new_last_fsb, XFS_DATA_FORK, &eof);
  89                 if (error)
  90                         return error;
  91                 if (eof)
  92                         *last_fsb = new_last_fsb;
  93         }
  94         return 0;
  95 }
  96
  97 STATIC int
  98 xfs_alert_fsblock_zero(
  99         xfs_inode_t     *ip,
 100         xfs_bmbt_irec_t *imap)
 101 {
 102         xfs_alert_tag(ip->i_mount, XFS_PTAG_FSBLOCK_ZERO,
 103                         "Access to block zero in inode %llu "
 104                         "start_block: %llx start_off: %llx "
 105                         "blkcnt: %llx extent-state: %x",
 106                 (unsigned long long)ip->i_ino,
 107                 (unsigned long long)imap->br_startblock,
 108                 (unsigned long long)imap->br_startoff,
 109                 (unsigned long long)imap->br_blockcount,
 110                 imap->br_state);
 111         return -EFSCORRUPTED;
 112 }
 113
 114 int
 115 xfs_iomap_write_direct(
 116         xfs_inode_t     *ip,
 117         xfs_off_t       offset,
 118         size_t          count,
 119         xfs_bmbt_irec_t *imap,
 120         int             nmaps)
 121 {
 122         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 123         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
 124         xfs_fileoff_t   last_fsb;
 125         xfs_filblks_t   count_fsb, resaligned;
 126         xfs_fsblock_t   firstfsb;
 127         xfs_extlen_t    extsz, temp;
 128         int             nimaps;
 129         int             quota_flag;
 130         int             rt;
 131         xfs_trans_t     *tp;
 132         struct xfs_defer_ops dfops;
 133         uint            qblocks, resblks, resrtextents;
 134         int             error;
 135         int             lockmode;
 136         int             bmapi_flags = XFS_BMAPI_PREALLOC;
 137         uint            tflags = 0;
 138
 139         rt = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip);
 140         extsz = xfs_get_extsz_hint(ip);
 141         lockmode = XFS_ILOCK_SHARED;    /* locked by caller */
 142
 143         ASSERT(xfs_isilocked(ip, lockmode));
 144
 145         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 146         last_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, ((xfs_ufsize_t)(offset + count)));
 147         if ((offset + count) > XFS_ISIZE(ip)) {
 148                 /*
 149                  * Assert that the in-core extent list is present since this can
 150                  * call xfs_iread_extents() and we only have the ilock shared.
 151                  * This should be safe because the lock was held around a bmapi
 152                  * call in the caller and we only need it to access the in-core
 153                  * list.
 154                  */
 155                 ASSERT(XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK)->if_flags &
 156                                                                 XFS_IFEXTENTS);
 157                 error = xfs_iomap_eof_align_last_fsb(mp, ip, extsz, &last_fsb);
 158                 if (error)
 159                         goto out_unlock;
 160         } else {
 161                 if (nmaps && (imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK))
 162                         last_fsb = MIN(last_fsb, (xfs_fileoff_t)
 163                                         imap->br_blockcount +
 164                                         imap->br_startoff);
 165         }
 166         count_fsb = last_fsb - offset_fsb;
 167         ASSERT(count_fsb > 0);
 168
 169         resaligned = count_fsb;
 170         if (unlikely(extsz)) {
 171                 if ((temp = do_mod(offset_fsb, extsz)))
 172                         resaligned += temp;
 173                 if ((temp = do_mod(resaligned, extsz)))
 174                         resaligned += extsz - temp;
 175         }
 176
 177         if (unlikely(rt)) {
 178                 resrtextents = qblocks = resaligned;
 179                 resrtextents /= mp->m_sb.sb_rextsize;
 180                 resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0);
 181                 quota_flag = XFS_QMOPT_RES_RTBLKS;
 182         } else {
 183                 resrtextents = 0;
 184                 resblks = qblocks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, resaligned);
 185                 quota_flag = XFS_QMOPT_RES_REGBLKS;
 186         }
 187
 188         /*
 189          * Drop the shared lock acquired by the caller, attach the dquot if
 190          * necessary and move on to transaction setup.
 191          */
 192         xfs_iunlock(ip, lockmode);
 193         error = xfs_qm_dqattach(ip, 0);
 194         if (error)
 195                 return error;
 196
 197         /*
 198          * For DAX, we do not allocate unwritten extents, but instead we zero
 199          * the block before we commit the transaction.  Ideally we'd like to do
 200          * this outside the transaction context, but if we commit and then crash
 201          * we may not have zeroed the blocks and this will be exposed on
 202          * recovery of the allocation. Hence we must zero before commit.
 203          *
 204          * Further, if we are mapping unwritten extents here, we need to zero
 205          * and convert them to written so that we don't need an unwritten extent
 206          * callback for DAX. This also means that we need to be able to dip into
 207          * the reserve block pool for bmbt block allocation if there is no space
 208          * left but we need to do unwritten extent conversion.
 209          */
 210         if (IS_DAX(VFS_I(ip))) {
 211                 bmapi_flags = XFS_BMAPI_CONVERT | XFS_BMAPI_ZERO;
 212                 if (ISUNWRITTEN(imap)) {
 213                         tflags |= XFS_TRANS_RESERVE;
 214                         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
 215                 }
 216         }
 217         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, resrtextents,
 218                         tflags, &tp);
 219         if (error)
 220                 return error;
 221
 222         lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
 223         xfs_ilock(ip, lockmode);
 224
 225         error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(tp, ip, qblocks, 0, quota_flag);
 226         if (error)
 227                 goto out_trans_cancel;
 228
 229         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 230
 231         /*
 232          * From this point onwards we overwrite the imap pointer that the
 233          * caller gave to us.
 234          */
 235         xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
 236         nimaps = 1;
 237         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
 238                                 bmapi_flags, &firstfsb, resblks, imap,
 239                                 &nimaps, &dfops);
 240         if (error)
 241                 goto out_bmap_cancel;
 242
 243         /*
 244          * Complete the transaction
 245          */
 246         error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, NULL);
 247         if (error)
 248                 goto out_bmap_cancel;
 249
 250         error = xfs_trans_commit(tp);
 251         if (error)
 252                 goto out_unlock;
 253
 254         /*
 255          * Copy any maps to caller's array and return any error.
 256          */
 257         if (nimaps == 0) {
 258                 error = -ENOSPC;
 259                 goto out_unlock;
 260         }
 261
 262         if (!(imap->br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
 263                 error = xfs_alert_fsblock_zero(ip, imap);
 264
 265 out_unlock:
 266         xfs_iunlock(ip, lockmode);
 267         return error;
 268
 269 out_bmap_cancel:
 270         xfs_defer_cancel(&dfops);
 271         xfs_trans_unreserve_quota_nblks(tp, ip, (long)qblocks, 0, quota_flag);
 272 out_trans_cancel:
 273         xfs_trans_cancel(tp);
 274         goto out_unlock;
 275 }
 276
 277 /*
 278  * If the caller is doing a write at the end of the file, then extend the
 279  * allocation out to the file system's write iosize.  We clean up any extra
 280  * space left over when the file is closed in xfs_inactive().
 281  *
 282  * If we find we already have delalloc preallocation beyond EOF, don't do more
 283  * preallocation as it it not needed.
 284  */
 285 STATIC int
 286 xfs_iomap_eof_want_preallocate(
 287         xfs_mount_t     *mp,
 288         xfs_inode_t     *ip,
 289         xfs_off_t       offset,
 290         size_t          count,
 291         xfs_bmbt_irec_t *imap,
 292         int             nimaps,
 293         int             *prealloc)
 294 {
 295         xfs_fileoff_t   start_fsb;
 296         xfs_filblks_t   count_fsb;
 297         int             n, error, imaps;
 298         int             found_delalloc = 0;
 299
 300         *prealloc = 0;
 301         if (offset + count <= XFS_ISIZE(ip))
 302                 return 0;
 303
 304         /*
 305          * If the file is smaller than the minimum prealloc and we are using
 306          * dynamic preallocation, don't do any preallocation at all as it is
 307          * likely this is the only write to the file that is going to be done.
 308          */
 309         if (!(mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE) &&
 310             XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_writeio_blocks))
 311                 return 0;
 312
 313         /*
 314          * If there are any real blocks past eof, then don't
 315          * do any speculative allocation.
 316          */
 317         start_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, ((xfs_ufsize_t)(offset + count - 1)));
 318         count_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, mp->m_super->s_maxbytes);
 319         while (count_fsb > 0) {
 320                 imaps = nimaps;
 321                 error = xfs_bmapi_read(ip, start_fsb, count_fsb, imap, &imaps,
 322                                        0);
 323                 if (error)
 324                         return error;
 325                 for (n = 0; n < imaps; n++) {
 326                         if ((imap[n].br_startblock != HOLESTARTBLOCK) &&
 327                             (imap[n].br_startblock != DELAYSTARTBLOCK))
 328                                 return 0;
 329                         start_fsb += imap[n].br_blockcount;
 330                         count_fsb -= imap[n].br_blockcount;
 331
 332                         if (imap[n].br_startblock == DELAYSTARTBLOCK)
 333                                 found_delalloc = 1;
 334                 }
 335         }
 336         if (!found_delalloc)
 337                 *prealloc = 1;
 338         return 0;
 339 }
 340
 341 /*
 342  * Determine the initial size of the preallocation. We are beyond the current
 343  * EOF here, but we need to take into account whether this is a sparse write or
 344  * an extending write when determining the preallocation size.  Hence we need to
 345  * look up the extent that ends at the current write offset and use the result
 346  * to determine the preallocation size.
 347  *
 348  * If the extent is a hole, then preallocation is essentially disabled.
 349  * Otherwise we take the size of the preceeding data extent as the basis for the
 350  * preallocation size. If the size of the extent is greater than half the
 351  * maximum extent length, then use the current offset as the basis. This ensures
 352  * that for large files the preallocation size always extends to MAXEXTLEN
 353  * rather than falling short due to things like stripe unit/width alignment of
 354  * real extents.
 355  */
 356 STATIC xfs_fsblock_t
 357 xfs_iomap_eof_prealloc_initial_size(
 358         struct xfs_mount        *mp,
 359         struct xfs_inode        *ip,
 360         xfs_off_t               offset,
 361         xfs_bmbt_irec_t         *imap,
 362         int                     nimaps)
 363 {
 364         xfs_fileoff_t   start_fsb;
 365         int             imaps = 1;
 366         int             error;
 367
 368         ASSERT(nimaps >= imaps);
 369
 370         /* if we are using a specific prealloc size, return now */
 371         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE)
 372                 return 0;
 373
 374         /* If the file is small, then use the minimum prealloc */
 375         if (XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_dalign))
 376                 return 0;
 377
 378         /*
 379          * As we write multiple pages, the offset will always align to the
 380          * start of a page and hence point to a hole at EOF. i.e. if the size is
 381          * 4096 bytes, we only have one block at FSB 0, but XFS_B_TO_FSB(4096)
 382          * will return FSB 1. Hence if there are blocks in the file, we want to
 383          * point to the block prior to the EOF block and not the hole that maps
 384          * directly at @offset.
 385          */
 386         start_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset);
 387         if (start_fsb)
 388                 start_fsb--;
 389         error = xfs_bmapi_read(ip, start_fsb, 1, imap, &imaps, XFS_BMAPI_ENTIRE);
 390         if (error)
 391                 return 0;
 392
 393         ASSERT(imaps == 1);
 394         if (imap[0].br_startblock == HOLESTARTBLOCK)
 395                 return 0;
 396         if (imap[0].br_blockcount <= (MAXEXTLEN >> 1))
 397                 return imap[0].br_blockcount << 1;
 398         return XFS_B_TO_FSB(mp, offset);
 399 }
 400
 401 STATIC bool
 402 xfs_quota_need_throttle(
 403         struct xfs_inode *ip,
 404         int type,
 405         xfs_fsblock_t alloc_blocks)
 406 {
 407         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
 408
 409         if (!dq || !xfs_this_quota_on(ip->i_mount, type))
 410                 return false;
 411
 412         /* no hi watermark, no throttle */
 413         if (!dq->q_prealloc_hi_wmark)
 414                 return false;
 415
 416         /* under the lo watermark, no throttle */
 417         if (dq->q_res_bcount + alloc_blocks < dq->q_prealloc_lo_wmark)
 418                 return false;
 419
 420         return true;
 421 }
 422
 423 STATIC void
 424 xfs_quota_calc_throttle(
 425         struct xfs_inode *ip,
 426         int type,
 427         xfs_fsblock_t *qblocks,
 428         int *qshift,
 429         int64_t *qfreesp)
 430 {
 431         int64_t freesp;
 432         int shift = 0;
 433         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
 434
 435         /* no dq, or over hi wmark, squash the prealloc completely */
 436         if (!dq || dq->q_res_bcount >= dq->q_prealloc_hi_wmark) {
 437                 *qblocks = 0;
 438                 *qfreesp = 0;
 439                 return;
 440         }
 441
 442         freesp = dq->q_prealloc_hi_wmark - dq->q_res_bcount;
 443         if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_5_PCNT]) {
 444                 shift = 2;
 445                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_3_PCNT])
 446                         shift += 2;
 447                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_1_PCNT])
 448                         shift += 2;
 449         }
 450
 451         if (freesp < *qfreesp)
 452                 *qfreesp = freesp;
 453
 454         /* only overwrite the throttle values if we are more aggressive */
 455         if ((freesp >> shift) < (*qblocks >> *qshift)) {
 456                 *qblocks = freesp;
 457                 *qshift = shift;
 458         }
 459 }
 460
 461 /*
 462  * If we don't have a user specified preallocation size, dynamically increase
 463  * the preallocation size as the size of the file grows. Cap the maximum size
 464  * at a single extent or less if the filesystem is near full. The closer the
 465  * filesystem is to full, the smaller the maximum prealocation.
 466  */
 467 STATIC xfs_fsblock_t
 468 xfs_iomap_prealloc_size(
 469         struct xfs_mount        *mp,
 470         struct xfs_inode        *ip,
 471         xfs_off_t               offset,
 472         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
 473         int                     nimaps)
 474 {
 475         xfs_fsblock_t           alloc_blocks = 0;
 476         int                     shift = 0;
 477         int64_t                 freesp;
 478         xfs_fsblock_t           qblocks;
 479         int                     qshift = 0;
 480
 481         alloc_blocks = xfs_iomap_eof_prealloc_initial_size(mp, ip, offset,
 482                                                            imap, nimaps);
 483         if (!alloc_blocks)
 484                 goto check_writeio;
 485         qblocks = alloc_blocks;
 486
 487         /*
 488          * MAXEXTLEN is not a power of two value but we round the prealloc down
 489          * to the nearest power of two value after throttling. To prevent the
 490          * round down from unconditionally reducing the maximum supported prealloc
 491          * size, we round up first, apply appropriate throttling, round down and
 492          * cap the value to MAXEXTLEN.
 493          */
 494         alloc_blocks = XFS_FILEOFF_MIN(roundup_pow_of_two(MAXEXTLEN),
 495                                        alloc_blocks);
 496
 497         freesp = percpu_counter_read_positive(&mp->m_fdblocks);
 498         if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_5_PCNT]) {
 499                 shift = 2;
 500                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_4_PCNT])
 501                         shift++;
 502                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_3_PCNT])
 503                         shift++;
 504                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_2_PCNT])
 505                         shift++;
 506                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_1_PCNT])
 507                         shift++;
 508         }
 509
 510         /*
 511          * Check each quota to cap the prealloc size, provide a shift value to
 512          * throttle with and adjust amount of available space.
 513          */
 514         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_USER, alloc_blocks))
 515                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_USER, &qblocks, &qshift,
 516                                         &freesp);
 517         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, alloc_blocks))
 518                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, &qblocks, &qshift,
 519                                         &freesp);
 520         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, alloc_blocks))
 521                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, &qblocks, &qshift,
 522                                         &freesp);
 523
 524         /*
 525          * The final prealloc size is set to the minimum of free space available
 526          * in each of the quotas and the overall filesystem.
 527          *
 528          * The shift throttle value is set to the maximum value as determined by
 529          * the global low free space values and per-quota low free space values.
 530          */
 531         alloc_blocks = MIN(alloc_blocks, qblocks);
 532         shift = MAX(shift, qshift);
 533
 534         if (shift)
 535                 alloc_blocks >>= shift;
 536         /*
 537          * rounddown_pow_of_two() returns an undefined result if we pass in
 538          * alloc_blocks = 0.
 539          */
 540         if (alloc_blocks)
 541                 alloc_blocks = rounddown_pow_of_two(alloc_blocks);
 542         if (alloc_blocks > MAXEXTLEN)
 543                 alloc_blocks = MAXEXTLEN;
 544
 545         /*
 546          * If we are still trying to allocate more space than is
 547          * available, squash the prealloc hard. This can happen if we
 548          * have a large file on a small filesystem and the above
 549          * lowspace thresholds are smaller than MAXEXTLEN.
 550          */
 551         while (alloc_blocks && alloc_blocks >= freesp)
 552                 alloc_blocks >>= 4;
 553
 554 check_writeio:
 555         if (alloc_blocks < mp->m_writeio_blocks)
 556                 alloc_blocks = mp->m_writeio_blocks;
 557
 558         trace_xfs_iomap_prealloc_size(ip, alloc_blocks, shift,
 559                                       mp->m_writeio_blocks);
 560
 561         return alloc_blocks;
 562 }
 563
 564 int
 565 xfs_iomap_write_delay(
 566         xfs_inode_t     *ip,
 567         xfs_off_t       offset,
 568         size_t          count,
 569         xfs_bmbt_irec_t *ret_imap)
 570 {
 571         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 572         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
 573         xfs_fileoff_t   last_fsb;
 574         xfs_off_t       aligned_offset;
 575         xfs_fileoff_t   ioalign;
 576         xfs_extlen_t    extsz;
 577         int             nimaps;
 578         xfs_bmbt_irec_t imap[XFS_WRITE_IMAPS];
 579         int             prealloc;
 580         int             error;
 581
 582         ASSERT(xfs_isilocked(ip, XFS_ILOCK_EXCL));
 583
 584         /*
 585          * Make sure that the dquots are there. This doesn't hold
 586          * the ilock across a disk read.
 587          */
 588         error = xfs_qm_dqattach_locked(ip, 0);
 589         if (error)
 590                 return error;
 591
 592         extsz = xfs_get_extsz_hint(ip);
 593         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 594
 595         error = xfs_iomap_eof_want_preallocate(mp, ip, offset, count,
 596                                 imap, XFS_WRITE_IMAPS, &prealloc);
 597         if (error)
 598                 return error;
 599
 600 retry:
 601         if (prealloc) {
 602                 xfs_fsblock_t   alloc_blocks;
 603
 604                 alloc_blocks = xfs_iomap_prealloc_size(mp, ip, offset, imap,
 605                                                        XFS_WRITE_IMAPS);
 606
 607                 aligned_offset = XFS_WRITEIO_ALIGN(mp, (offset + count - 1));
 608                 ioalign = XFS_B_TO_FSBT(mp, aligned_offset);
 609                 last_fsb = ioalign + alloc_blocks;
 610         } else {
 611                 last_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, ((xfs_ufsize_t)(offset + count)));
 612         }
 613
 614         if (prealloc || extsz) {
 615                 error = xfs_iomap_eof_align_last_fsb(mp, ip, extsz, &last_fsb);
 616                 if (error)
 617                         return error;
 618         }
 619
 620         /*
 621          * Make sure preallocation does not create extents beyond the range we
 622          * actually support in this filesystem.
 623          */
 624         if (last_fsb > XFS_B_TO_FSB(mp, mp->m_super->s_maxbytes))
 625                 last_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, mp->m_super->s_maxbytes);
 626
 627         ASSERT(last_fsb > offset_fsb);
 628
 629         nimaps = XFS_WRITE_IMAPS;
 630         error = xfs_bmapi_delay(ip, offset_fsb, last_fsb - offset_fsb,
 631                                 imap, &nimaps, XFS_BMAPI_ENTIRE);
 632         switch (error) {
 633         case 0:
 634         case -ENOSPC:
 635         case -EDQUOT:
 636                 break;
 637         default:
 638                 return error;
 639         }
 640
 641         /*
 642          * If bmapi returned us nothing, we got either ENOSPC or EDQUOT. Retry
 643          * without EOF preallocation.
 644          */
 645         if (nimaps == 0) {
 646                 trace_xfs_delalloc_enospc(ip, offset, count);
 647                 if (prealloc) {
 648                         prealloc = 0;
 649                         error = 0;
 650                         goto retry;
 651                 }
 652                 return error ? error : -ENOSPC;
 653         }
 654
 655         if (!(imap[0].br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
 656                 return xfs_alert_fsblock_zero(ip, &imap[0]);
 657
 658         /*
 659          * Tag the inode as speculatively preallocated so we can reclaim this
 660          * space on demand, if necessary.
 661          */
 662         if (prealloc)
 663                 xfs_inode_set_eofblocks_tag(ip);
 664
 665         *ret_imap = imap[0];
 666         return 0;
 667 }
 668
 669 /*
 670  * Pass in a delayed allocate extent, convert it to real extents;
 671  * return to the caller the extent we create which maps on top of
 672  * the originating callers request.
 673  *
 674  * Called without a lock on the inode.
 675  *
 676  * We no longer bother to look at the incoming map - all we have to
 677  * guarantee is that whatever we allocate fills the required range.
 678  */
 679 int
 680 xfs_iomap_write_allocate(
 681         xfs_inode_t     *ip,
 682         xfs_off_t       offset,
 683         xfs_bmbt_irec_t *imap)
 684 {
 685         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 686         xfs_fileoff_t   offset_fsb, last_block;
 687         xfs_fileoff_t   end_fsb, map_start_fsb;
 688         xfs_fsblock_t   first_block;
 689         struct xfs_defer_ops    dfops;
 690         xfs_filblks_t   count_fsb;
 691         xfs_trans_t     *tp;
 692         int             nimaps;
 693         int             error = 0;
 694         int             nres;
 695
 696         /*
 697          * Make sure that the dquots are there.
 698          */
 699         error = xfs_qm_dqattach(ip, 0);
 700         if (error)
 701                 return error;
 702
 703         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 704         count_fsb = imap->br_blockcount;
 705         map_start_fsb = imap->br_startoff;
 706
 707         XFS_STATS_ADD(mp, xs_xstrat_bytes, XFS_FSB_TO_B(mp, count_fsb));
 708
 709         while (count_fsb != 0) {
 710                 /*
 711                  * Set up a transaction with which to allocate the
 712                  * backing store for the file.  Do allocations in a
 713                  * loop until we get some space in the range we are
 714                  * interested in.  The other space that might be allocated
 715                  * is in the delayed allocation extent on which we sit
 716                  * but before our buffer starts.
 717                  */
 718
 719                 nimaps = 0;
 720                 while (nimaps == 0) {
 721                         nres = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(mp, XFS_DATA_FORK);
 722
 723                         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, nres,
 724                                         0, XFS_TRANS_RESERVE, &tp);
 725                         if (error)
 726                                 return error;
 727
 728                         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 729                         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 730
 731                         xfs_defer_init(&dfops, &first_block);
 732
 733                         /*
 734                          * it is possible that the extents have changed since
 735                          * we did the read call as we dropped the ilock for a
 736                          * while. We have to be careful about truncates or hole
 737                          * punchs here - we are not allowed to allocate
 738                          * non-delalloc blocks here.
 739                          *
 740                          * The only protection against truncation is the pages
 741                          * for the range we are being asked to convert are
 742                          * locked and hence a truncate will block on them
 743                          * first.
 744                          *
 745                          * As a result, if we go beyond the range we really
 746                          * need and hit an delalloc extent boundary followed by
 747                          * a hole while we have excess blocks in the map, we
 748                          * will fill the hole incorrectly and overrun the
 749                          * transaction reservation.
 750                          *
 751                          * Using a single map prevents this as we are forced to
 752                          * check each map we look for overlap with the desired
 753                          * range and abort as soon as we find it. Also, given
 754                          * that we only return a single map, having one beyond
 755                          * what we can return is probably a bit silly.
 756                          *
 757                          * We also need to check that we don't go beyond EOF;
 758                          * this is a truncate optimisation as a truncate sets
 759                          * the new file size before block on the pages we
 760                          * currently have locked under writeback. Because they
 761                          * are about to be tossed, we don't need to write them
 762                          * back....
 763                          */
 764                         nimaps = 1;
 765                         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, XFS_ISIZE(ip));
 766                         error = xfs_bmap_last_offset(ip, &last_block,
 767                                                         XFS_DATA_FORK);
 768                         if (error)
 769                                 goto trans_cancel;
 770
 771                         last_block = XFS_FILEOFF_MAX(last_block, end_fsb);
 772                         if ((map_start_fsb + count_fsb) > last_block) {
 773                                 count_fsb = last_block - map_start_fsb;
 774                                 if (count_fsb == 0) {
 775                                         error = -EAGAIN;
 776                                         goto trans_cancel;
 777                                 }
 778                         }
 779
 780                         /*
 781                          * From this point onwards we overwrite the imap
 782                          * pointer that the caller gave to us.
 783                          */
 784                         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, map_start_fsb,
 785                                                 count_fsb, 0, &first_block,
 786                                                 nres, imap, &nimaps,
 787                                                 &dfops);
 788                         if (error)
 789                                 goto trans_cancel;
 790
 791                         error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, NULL);
 792                         if (error)
 793                                 goto trans_cancel;
 794
 795                         error = xfs_trans_commit(tp);
 796                         if (error)
 797                                 goto error0;
 798
 799                         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 800                 }
 801
 802                 /*
 803                  * See if we were able to allocate an extent that
 804                  * covers at least part of the callers request
 805                  */
 806                 if (!(imap->br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
 807                         return xfs_alert_fsblock_zero(ip, imap);
 808
 809                 if ((offset_fsb >= imap->br_startoff) &&
 810                     (offset_fsb < (imap->br_startoff +
 811                                    imap->br_blockcount))) {
 812                         XFS_STATS_INC(mp, xs_xstrat_quick);
 813                         return 0;
 814                 }
 815
 816                 /*
 817                  * So far we have not mapped the requested part of the
 818                  * file, just surrounding data, try again.
 819                  */
 820                 count_fsb -= imap->br_blockcount;
 821                 map_start_fsb = imap->br_startoff + imap->br_blockcount;
 822         }
 823
 824 trans_cancel:
 825         xfs_defer_cancel(&dfops);
 826         xfs_trans_cancel(tp);
 827 error0:
 828         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 829         return error;
 830 }
 831
 832 int
 833 xfs_iomap_write_unwritten(
 834         xfs_inode_t     *ip,
 835         xfs_off_t       offset,
 836         xfs_off_t       count)
 837 {
 838         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 839         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
 840         xfs_filblks_t   count_fsb;
 841         xfs_filblks_t   numblks_fsb;
 842         xfs_fsblock_t   firstfsb;
 843         int             nimaps;
 844         xfs_trans_t     *tp;
 845         xfs_bmbt_irec_t imap;
 846         struct xfs_defer_ops dfops;
 847         xfs_fsize_t     i_size;
 848         uint            resblks;
 849         int             error;
 850
 851         trace_xfs_unwritten_convert(ip, offset, count);
 852
 853         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 854         count_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, (xfs_ufsize_t)offset + count);
 855         count_fsb = (xfs_filblks_t)(count_fsb - offset_fsb);
 856
 857         /*
 858          * Reserve enough blocks in this transaction for two complete extent
 859          * btree splits.  We may be converting the middle part of an unwritten
 860          * extent and in this case we will insert two new extents in the btree
 861          * each of which could cause a full split.
 862          *
 863          * This reservation amount will be used in the first call to
 864          * xfs_bmbt_split() to select an AG with enough space to satisfy the
 865          * rest of the operation.
 866          */
 867         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
 868
 869         do {
 870                 /*
 871                  * Set up a transaction to convert the range of extents
 872                  * from unwritten to real. Do allocations in a loop until
 873                  * we have covered the range passed in.
 874                  *
 875                  * Note that we can't risk to recursing back into the filesystem
 876                  * here as we might be asked to write out the same inode that we
 877                  * complete here and might deadlock on the iolock.
 878                  */
 879                 error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0,
 880                                 XFS_TRANS_RESERVE | XFS_TRANS_NOFS, &tp);
 881                 if (error)
 882                         return error;
 883
 884                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 885                 xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 886
 887                 /*
 888                  * Modify the unwritten extent state of the buffer.
 889                  */
 890                 xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
 891                 nimaps = 1;
 892                 error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
 893                                         XFS_BMAPI_CONVERT, &firstfsb, resblks,
 894                                         &imap, &nimaps, &dfops);
 895                 if (error)
 896                         goto error_on_bmapi_transaction;
 897
 898                 /*
 899                  * Log the updated inode size as we go.  We have to be careful
 900                  * to only log it up to the actual write offset if it is
 901                  * halfway into a block.
 902                  */
 903                 i_size = XFS_FSB_TO_B(mp, offset_fsb + count_fsb);
 904                 if (i_size > offset + count)
 905                         i_size = offset + count;
 906
 907                 i_size = xfs_new_eof(ip, i_size);
 908                 if (i_size) {
 909                         ip->i_d.di_size = i_size;
 910                         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
 911                 }
 912
 913                 error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, NULL);
 914                 if (error)
 915                         goto error_on_bmapi_transaction;
 916
 917                 error = xfs_trans_commit(tp);
 918                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 919                 if (error)
 920                         return error;
 921
 922                 if (!(imap.br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
 923                         return xfs_alert_fsblock_zero(ip, &imap);
 924
 925                 if ((numblks_fsb = imap.br_blockcount) == 0) {
 926                         /*
 927                          * The numblks_fsb value should always get
 928                          * smaller, otherwise the loop is stuck.
 929                          */
 930                         ASSERT(imap.br_blockcount);
 931                         break;
 932                 }
 933                 offset_fsb += numblks_fsb;
 934                 count_fsb -= numblks_fsb;
 935         } while (count_fsb > 0);
 936
 937         return 0;
 938
 939 error_on_bmapi_transaction:
 940         xfs_defer_cancel(&dfops);
 941         xfs_trans_cancel(tp);
 942         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 943         return error;
 944 }
 945
 946 void
 947 xfs_bmbt_to_iomap(
 948         struct xfs_inode        *ip,
 949         struct iomap            *iomap,
 950         struct xfs_bmbt_irec    *imap)
 951 {
 952         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 953
 954         if (imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK) {
 955                 iomap->blkno = IOMAP_NULL_BLOCK;
 956                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
 957         } else if (imap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK) {
 958                 iomap->blkno = IOMAP_NULL_BLOCK;
 959                 iomap->type = IOMAP_DELALLOC;
 960         } else {
 961                 iomap->blkno = xfs_fsb_to_db(ip, imap->br_startblock);
 962                 if (imap->br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN)
 963                         iomap->type = IOMAP_UNWRITTEN;
 964                 else
 965                         iomap->type = IOMAP_MAPPED;
 966         }
 967         iomap->offset = XFS_FSB_TO_B(mp, imap->br_startoff);
 968         iomap->length = XFS_FSB_TO_B(mp, imap->br_blockcount);
 969         iomap->bdev = xfs_find_bdev_for_inode(VFS_I(ip));
 970 }
 971
 972 static inline bool imap_needs_alloc(struct xfs_bmbt_irec *imap, int nimaps)
 973 {
 974         return !nimaps ||
 975                 imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK ||
 976                 imap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK;
 977 }
 978
 979 static int
 980 xfs_file_iomap_begin(
 981         struct inode            *inode,
 982         loff_t                  offset,
 983         loff_t                  length,
 984         unsigned                flags,
 985         struct iomap            *iomap)
 986 {
 987         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 988         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 989         struct xfs_bmbt_irec    imap;
 990         xfs_fileoff_t           offset_fsb, end_fsb;
 991         int                     nimaps = 1, error = 0;
 992
 993         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 994                 return -EIO;
 995
 996         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 997
 998         ASSERT(offset <= mp->m_super->s_maxbytes);
 999         if ((xfs_fsize_t)offset + length > mp->m_super->s_maxbytes)
1000                 length = mp->m_super->s_maxbytes - offset;
1001         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1002         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1003
1004         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb, &imap,
1005                                &nimaps, XFS_BMAPI_ENTIRE);
1006         if (error) {
1007                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1008                 return error;
1009         }
1010
1011         if ((flags & IOMAP_WRITE) && imap_needs_alloc(&imap, nimaps)) {
1012                 /*
1013                  * We cap the maximum length we map here to MAX_WRITEBACK_PAGES
1014                  * pages to keep the chunks of work done where somewhat symmetric
1015                  * with the work writeback does. This is a completely arbitrary
1016                  * number pulled out of thin air as a best guess for initial
1017                  * testing.
1018                  *
1019                  * Note that the values needs to be less than 32-bits wide until
1020                  * the lower level functions are updated.
1021                  */
1022                 length = min_t(loff_t, length, 1024 * PAGE_SIZE);
1023                 if (xfs_get_extsz_hint(ip)) {
1024                         /*
1025                          * xfs_iomap_write_direct() expects the shared lock. It
1026                          * is unlocked on return.
1027                          */
1028                         xfs_ilock_demote(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1029                         error = xfs_iomap_write_direct(ip, offset, length, &imap,
1030                                         nimaps);
1031                 } else {
1032                         error = xfs_iomap_write_delay(ip, offset, length, &imap);
1033                         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1034                 }
1035
1036                 if (error)
1037                         return error;
1038
1039                 trace_xfs_iomap_alloc(ip, offset, length, 0, &imap);
1040                 xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1041         } else if (nimaps) {
1042                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1043                 trace_xfs_iomap_found(ip, offset, length, 0, &imap);
1044                 xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1045         } else {
1046                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1047                 trace_xfs_iomap_not_found(ip, offset, length, 0, &imap);
1048                 iomap->blkno = IOMAP_NULL_BLOCK;
1049                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
1050                 iomap->offset = offset;
1051                 iomap->length = length;
1052         }
1053
1054         return 0;
1055 }
1056
1057 static int
1058 xfs_file_iomap_end_delalloc(
1059         struct xfs_inode        *ip,
1060         loff_t                  offset,
1061         loff_t                  length,
1062         ssize_t                 written)
1063 {
1064         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1065         xfs_fileoff_t           start_fsb;
1066         xfs_fileoff_t           end_fsb;
1067         int                     error = 0;
1068
1069         start_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + written);
1070         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1071
1072         /*
1073          * Trim back delalloc blocks if we didn't manage to write the whole
1074          * range reserved.
1075          *
1076          * We don't need to care about racing delalloc as we hold i_mutex
1077          * across the reserve/allocate/unreserve calls. If there are delalloc
1078          * blocks in the range, they are ours.
1079          */
1080         if (start_fsb < end_fsb) {
1081                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1082                 error = xfs_bmap_punch_delalloc_range(ip, start_fsb,
1083                                                end_fsb - start_fsb);
1084                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1085
1086                 if (error && !XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp)) {
1087                         xfs_alert(mp, "%s: unable to clean up ino %lld",
1088                                 __func__, ip->i_ino);
1089                         return error;
1090                 }
1091         }
1092
1093         return 0;
1094 }
1095
1096 static int
1097 xfs_file_iomap_end(
1098         struct inode            *inode,
1099         loff_t                  offset,
1100         loff_t                  length,
1101         ssize_t                 written,
1102         unsigned                flags,
1103         struct iomap            *iomap)
1104 {
1105         if ((flags & IOMAP_WRITE) && iomap->type == IOMAP_DELALLOC)
1106                 return xfs_file_iomap_end_delalloc(XFS_I(inode), offset,
1107                                 length, written);
1108         return 0;
1109 }
1110
1111 struct iomap_ops xfs_iomap_ops = {
1112         .iomap_begin            = xfs_file_iomap_begin,
1113         .iomap_end              = xfs_file_iomap_end,
1114 };