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 void
  48 xfs_bmbt_to_iomap(
  49         struct xfs_inode        *ip,
  50         struct iomap            *iomap,
  51         struct xfs_bmbt_irec    *imap)
  52 {
  53         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
  54
  55         if (imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK) {
  56                 iomap->blkno = IOMAP_NULL_BLOCK;
  57                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
  58         } else if (imap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK) {
  59                 iomap->blkno = IOMAP_NULL_BLOCK;
  60                 iomap->type = IOMAP_DELALLOC;
  61         } else {
  62                 iomap->blkno = xfs_fsb_to_db(ip, imap->br_startblock);
  63                 if (imap->br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN)
  64                         iomap->type = IOMAP_UNWRITTEN;
  65                 else
  66                         iomap->type = IOMAP_MAPPED;
  67         }
  68         iomap->offset = XFS_FSB_TO_B(mp, imap->br_startoff);
  69         iomap->length = XFS_FSB_TO_B(mp, imap->br_blockcount);
  70         iomap->bdev = xfs_find_bdev_for_inode(VFS_I(ip));
  71 }
  72
  73 static xfs_extlen_t
  74 xfs_eof_alignment(
  75         struct xfs_inode        *ip,
  76         xfs_extlen_t            extsize)
  77 {
  78         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
  79         xfs_extlen_t            align = 0;
  80
  81         if (!XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)) {
  82                 /*
  83                  * Round up the allocation request to a stripe unit
  84                  * (m_dalign) boundary if the file size is >= stripe unit
  85                  * size, and we are allocating past the allocation eof.
  86                  *
  87                  * If mounted with the "-o swalloc" option the alignment is
  88                  * increased from the strip unit size to the stripe width.
  89                  */
  90                 if (mp->m_swidth && (mp->m_flags & XFS_MOUNT_SWALLOC))
  91                         align = mp->m_swidth;
  92                 else if (mp->m_dalign)
  93                         align = mp->m_dalign;
  94
  95                 if (align && XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, align))
  96                         align = 0;
  97         }
  98
  99         /*
 100          * Always round up the allocation request to an extent boundary
 101          * (when file on a real-time subvolume or has di_extsize hint).
 102          */
 103         if (extsize) {
 104                 if (align)
 105                         align = roundup_64(align, extsize);
 106                 else
 107                         align = extsize;
 108         }
 109
 110         return align;
 111 }
 112
 113 STATIC int
 114 xfs_iomap_eof_align_last_fsb(
 115         struct xfs_inode        *ip,
 116         xfs_extlen_t            extsize,
 117         xfs_fileoff_t           *last_fsb)
 118 {
 119         xfs_extlen_t            align = xfs_eof_alignment(ip, extsize);
 120
 121         if (align) {
 122                 xfs_fileoff_t   new_last_fsb = roundup_64(*last_fsb, align);
 123                 int             eof, error;
 124
 125                 error = xfs_bmap_eof(ip, new_last_fsb, XFS_DATA_FORK, &eof);
 126                 if (error)
 127                         return error;
 128                 if (eof)
 129                         *last_fsb = new_last_fsb;
 130         }
 131         return 0;
 132 }
 133
 134 STATIC int
 135 xfs_alert_fsblock_zero(
 136         xfs_inode_t     *ip,
 137         xfs_bmbt_irec_t *imap)
 138 {
 139         xfs_alert_tag(ip->i_mount, XFS_PTAG_FSBLOCK_ZERO,
 140                         "Access to block zero in inode %llu "
 141                         "start_block: %llx start_off: %llx "
 142                         "blkcnt: %llx extent-state: %x",
 143                 (unsigned long long)ip->i_ino,
 144                 (unsigned long long)imap->br_startblock,
 145                 (unsigned long long)imap->br_startoff,
 146                 (unsigned long long)imap->br_blockcount,
 147                 imap->br_state);
 148         return -EFSCORRUPTED;
 149 }
 150
 151 int
 152 xfs_iomap_write_direct(
 153         xfs_inode_t     *ip,
 154         xfs_off_t       offset,
 155         size_t          count,
 156         xfs_bmbt_irec_t *imap,
 157         int             nmaps)
 158 {
 159         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 160         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
 161         xfs_fileoff_t   last_fsb;
 162         xfs_filblks_t   count_fsb, resaligned;
 163         xfs_fsblock_t   firstfsb;
 164         xfs_extlen_t    extsz, temp;
 165         int             nimaps;
 166         int             quota_flag;
 167         int             rt;
 168         xfs_trans_t     *tp;
 169         struct xfs_defer_ops dfops;
 170         uint            qblocks, resblks, resrtextents;
 171         int             error;
 172         int             lockmode;
 173         int             bmapi_flags = XFS_BMAPI_PREALLOC;
 174         uint            tflags = 0;
 175
 176         rt = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip);
 177         extsz = xfs_get_extsz_hint(ip);
 178         lockmode = XFS_ILOCK_SHARED;    /* locked by caller */
 179
 180         ASSERT(xfs_isilocked(ip, lockmode));
 181
 182         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 183         last_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, ((xfs_ufsize_t)(offset + count)));
 184         if ((offset + count) > XFS_ISIZE(ip)) {
 185                 /*
 186                  * Assert that the in-core extent list is present since this can
 187                  * call xfs_iread_extents() and we only have the ilock shared.
 188                  * This should be safe because the lock was held around a bmapi
 189                  * call in the caller and we only need it to access the in-core
 190                  * list.
 191                  */
 192                 ASSERT(XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK)->if_flags &
 193                                                                 XFS_IFEXTENTS);
 194                 error = xfs_iomap_eof_align_last_fsb(ip, extsz, &last_fsb);
 195                 if (error)
 196                         goto out_unlock;
 197         } else {
 198                 if (nmaps && (imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK))
 199                         last_fsb = MIN(last_fsb, (xfs_fileoff_t)
 200                                         imap->br_blockcount +
 201                                         imap->br_startoff);
 202         }
 203         count_fsb = last_fsb - offset_fsb;
 204         ASSERT(count_fsb > 0);
 205
 206         resaligned = count_fsb;
 207         if (unlikely(extsz)) {
 208                 if ((temp = do_mod(offset_fsb, extsz)))
 209                         resaligned += temp;
 210                 if ((temp = do_mod(resaligned, extsz)))
 211                         resaligned += extsz - temp;
 212         }
 213
 214         if (unlikely(rt)) {
 215                 resrtextents = qblocks = resaligned;
 216                 resrtextents /= mp->m_sb.sb_rextsize;
 217                 resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0);
 218                 quota_flag = XFS_QMOPT_RES_RTBLKS;
 219         } else {
 220                 resrtextents = 0;
 221                 resblks = qblocks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, resaligned);
 222                 quota_flag = XFS_QMOPT_RES_REGBLKS;
 223         }
 224
 225         /*
 226          * Drop the shared lock acquired by the caller, attach the dquot if
 227          * necessary and move on to transaction setup.
 228          */
 229         xfs_iunlock(ip, lockmode);
 230         error = xfs_qm_dqattach(ip, 0);
 231         if (error)
 232                 return error;
 233
 234         /*
 235          * For DAX, we do not allocate unwritten extents, but instead we zero
 236          * the block before we commit the transaction.  Ideally we'd like to do
 237          * this outside the transaction context, but if we commit and then crash
 238          * we may not have zeroed the blocks and this will be exposed on
 239          * recovery of the allocation. Hence we must zero before commit.
 240          *
 241          * Further, if we are mapping unwritten extents here, we need to zero
 242          * and convert them to written so that we don't need an unwritten extent
 243          * callback for DAX. This also means that we need to be able to dip into
 244          * the reserve block pool for bmbt block allocation if there is no space
 245          * left but we need to do unwritten extent conversion.
 246          */
 247         if (IS_DAX(VFS_I(ip))) {
 248                 bmapi_flags = XFS_BMAPI_CONVERT | XFS_BMAPI_ZERO;
 249                 if (ISUNWRITTEN(imap)) {
 250                         tflags |= XFS_TRANS_RESERVE;
 251                         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
 252                 }
 253         }
 254         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, resrtextents,
 255                         tflags, &tp);
 256         if (error)
 257                 return error;
 258
 259         lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
 260         xfs_ilock(ip, lockmode);
 261
 262         error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(tp, ip, qblocks, 0, quota_flag);
 263         if (error)
 264                 goto out_trans_cancel;
 265
 266         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 267
 268         /*
 269          * From this point onwards we overwrite the imap pointer that the
 270          * caller gave to us.
 271          */
 272         xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
 273         nimaps = 1;
 274         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
 275                                 bmapi_flags, &firstfsb, resblks, imap,
 276                                 &nimaps, &dfops);
 277         if (error)
 278                 goto out_bmap_cancel;
 279
 280         /*
 281          * Complete the transaction
 282          */
 283         error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, NULL);
 284         if (error)
 285                 goto out_bmap_cancel;
 286
 287         error = xfs_trans_commit(tp);
 288         if (error)
 289                 goto out_unlock;
 290
 291         /*
 292          * Copy any maps to caller's array and return any error.
 293          */
 294         if (nimaps == 0) {
 295                 error = -ENOSPC;
 296                 goto out_unlock;
 297         }
 298
 299         if (!(imap->br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
 300                 error = xfs_alert_fsblock_zero(ip, imap);
 301
 302 out_unlock:
 303         xfs_iunlock(ip, lockmode);
 304         return error;
 305
 306 out_bmap_cancel:
 307         xfs_defer_cancel(&dfops);
 308         xfs_trans_unreserve_quota_nblks(tp, ip, (long)qblocks, 0, quota_flag);
 309 out_trans_cancel:
 310         xfs_trans_cancel(tp);
 311         goto out_unlock;
 312 }
 313
 314 /*
 315  * If the caller is doing a write at the end of the file, then extend the
 316  * allocation out to the file system's write iosize.  We clean up any extra
 317  * space left over when the file is closed in xfs_inactive().
 318  *
 319  * If we find we already have delalloc preallocation beyond EOF, don't do more
 320  * preallocation as it it not needed.
 321  */
 322 STATIC int
 323 xfs_iomap_eof_want_preallocate(
 324         xfs_mount_t     *mp,
 325         xfs_inode_t     *ip,
 326         xfs_off_t       offset,
 327         size_t          count,
 328         xfs_bmbt_irec_t *imap,
 329         int             nimaps,
 330         int             *prealloc)
 331 {
 332         xfs_fileoff_t   start_fsb;
 333         xfs_filblks_t   count_fsb;
 334         int             n, error, imaps;
 335         int             found_delalloc = 0;
 336
 337         *prealloc = 0;
 338         if (offset + count <= XFS_ISIZE(ip))
 339                 return 0;
 340
 341         /*
 342          * If the file is smaller than the minimum prealloc and we are using
 343          * dynamic preallocation, don't do any preallocation at all as it is
 344          * likely this is the only write to the file that is going to be done.
 345          */
 346         if (!(mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE) &&
 347             XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_writeio_blocks))
 348                 return 0;
 349
 350         /*
 351          * If there are any real blocks past eof, then don't
 352          * do any speculative allocation.
 353          */
 354         start_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, ((xfs_ufsize_t)(offset + count - 1)));
 355         count_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, mp->m_super->s_maxbytes);
 356         while (count_fsb > 0) {
 357                 imaps = nimaps;
 358                 error = xfs_bmapi_read(ip, start_fsb, count_fsb, imap, &imaps,
 359                                        0);
 360                 if (error)
 361                         return error;
 362                 for (n = 0; n < imaps; n++) {
 363                         if ((imap[n].br_startblock != HOLESTARTBLOCK) &&
 364                             (imap[n].br_startblock != DELAYSTARTBLOCK))
 365                                 return 0;
 366                         start_fsb += imap[n].br_blockcount;
 367                         count_fsb -= imap[n].br_blockcount;
 368
 369                         if (imap[n].br_startblock == DELAYSTARTBLOCK)
 370                                 found_delalloc = 1;
 371                 }
 372         }
 373         if (!found_delalloc)
 374                 *prealloc = 1;
 375         return 0;
 376 }
 377
 378 /*
 379  * Determine the initial size of the preallocation. We are beyond the current
 380  * EOF here, but we need to take into account whether this is a sparse write or
 381  * an extending write when determining the preallocation size.  Hence we need to
 382  * look up the extent that ends at the current write offset and use the result
 383  * to determine the preallocation size.
 384  *
 385  * If the extent is a hole, then preallocation is essentially disabled.
 386  * Otherwise we take the size of the preceeding data extent as the basis for the
 387  * preallocation size. If the size of the extent is greater than half the
 388  * maximum extent length, then use the current offset as the basis. This ensures
 389  * that for large files the preallocation size always extends to MAXEXTLEN
 390  * rather than falling short due to things like stripe unit/width alignment of
 391  * real extents.
 392  */
 393 STATIC xfs_fsblock_t
 394 xfs_iomap_eof_prealloc_initial_size(
 395         struct xfs_mount        *mp,
 396         struct xfs_inode        *ip,
 397         xfs_off_t               offset,
 398         xfs_bmbt_irec_t         *imap,
 399         int                     nimaps)
 400 {
 401         xfs_fileoff_t   start_fsb;
 402         int             imaps = 1;
 403         int             error;
 404
 405         ASSERT(nimaps >= imaps);
 406
 407         /* if we are using a specific prealloc size, return now */
 408         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE)
 409                 return 0;
 410
 411         /* If the file is small, then use the minimum prealloc */
 412         if (XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_dalign))
 413                 return 0;
 414
 415         /*
 416          * As we write multiple pages, the offset will always align to the
 417          * start of a page and hence point to a hole at EOF. i.e. if the size is
 418          * 4096 bytes, we only have one block at FSB 0, but XFS_B_TO_FSB(4096)
 419          * will return FSB 1. Hence if there are blocks in the file, we want to
 420          * point to the block prior to the EOF block and not the hole that maps
 421          * directly at @offset.
 422          */
 423         start_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset);
 424         if (start_fsb)
 425                 start_fsb--;
 426         error = xfs_bmapi_read(ip, start_fsb, 1, imap, &imaps, XFS_BMAPI_ENTIRE);
 427         if (error)
 428                 return 0;
 429
 430         ASSERT(imaps == 1);
 431         if (imap[0].br_startblock == HOLESTARTBLOCK)
 432                 return 0;
 433         if (imap[0].br_blockcount <= (MAXEXTLEN >> 1))
 434                 return imap[0].br_blockcount << 1;
 435         return XFS_B_TO_FSB(mp, offset);
 436 }
 437
 438 STATIC bool
 439 xfs_quota_need_throttle(
 440         struct xfs_inode *ip,
 441         int type,
 442         xfs_fsblock_t alloc_blocks)
 443 {
 444         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
 445
 446         if (!dq || !xfs_this_quota_on(ip->i_mount, type))
 447                 return false;
 448
 449         /* no hi watermark, no throttle */
 450         if (!dq->q_prealloc_hi_wmark)
 451                 return false;
 452
 453         /* under the lo watermark, no throttle */
 454         if (dq->q_res_bcount + alloc_blocks < dq->q_prealloc_lo_wmark)
 455                 return false;
 456
 457         return true;
 458 }
 459
 460 STATIC void
 461 xfs_quota_calc_throttle(
 462         struct xfs_inode *ip,
 463         int type,
 464         xfs_fsblock_t *qblocks,
 465         int *qshift,
 466         int64_t *qfreesp)
 467 {
 468         int64_t freesp;
 469         int shift = 0;
 470         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
 471
 472         /* no dq, or over hi wmark, squash the prealloc completely */
 473         if (!dq || dq->q_res_bcount >= dq->q_prealloc_hi_wmark) {
 474                 *qblocks = 0;
 475                 *qfreesp = 0;
 476                 return;
 477         }
 478
 479         freesp = dq->q_prealloc_hi_wmark - dq->q_res_bcount;
 480         if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_5_PCNT]) {
 481                 shift = 2;
 482                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_3_PCNT])
 483                         shift += 2;
 484                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_1_PCNT])
 485                         shift += 2;
 486         }
 487
 488         if (freesp < *qfreesp)
 489                 *qfreesp = freesp;
 490
 491         /* only overwrite the throttle values if we are more aggressive */
 492         if ((freesp >> shift) < (*qblocks >> *qshift)) {
 493                 *qblocks = freesp;
 494                 *qshift = shift;
 495         }
 496 }
 497
 498 /*
 499  * If we don't have a user specified preallocation size, dynamically increase
 500  * the preallocation size as the size of the file grows. Cap the maximum size
 501  * at a single extent or less if the filesystem is near full. The closer the
 502  * filesystem is to full, the smaller the maximum prealocation.
 503  */
 504 STATIC xfs_fsblock_t
 505 xfs_iomap_prealloc_size(
 506         struct xfs_mount        *mp,
 507         struct xfs_inode        *ip,
 508         xfs_off_t               offset,
 509         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
 510         int                     nimaps)
 511 {
 512         xfs_fsblock_t           alloc_blocks = 0;
 513         int                     shift = 0;
 514         int64_t                 freesp;
 515         xfs_fsblock_t           qblocks;
 516         int                     qshift = 0;
 517
 518         alloc_blocks = xfs_iomap_eof_prealloc_initial_size(mp, ip, offset,
 519                                                            imap, nimaps);
 520         if (!alloc_blocks)
 521                 goto check_writeio;
 522         qblocks = alloc_blocks;
 523
 524         /*
 525          * MAXEXTLEN is not a power of two value but we round the prealloc down
 526          * to the nearest power of two value after throttling. To prevent the
 527          * round down from unconditionally reducing the maximum supported prealloc
 528          * size, we round up first, apply appropriate throttling, round down and
 529          * cap the value to MAXEXTLEN.
 530          */
 531         alloc_blocks = XFS_FILEOFF_MIN(roundup_pow_of_two(MAXEXTLEN),
 532                                        alloc_blocks);
 533
 534         freesp = percpu_counter_read_positive(&mp->m_fdblocks);
 535         if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_5_PCNT]) {
 536                 shift = 2;
 537                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_4_PCNT])
 538                         shift++;
 539                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_3_PCNT])
 540                         shift++;
 541                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_2_PCNT])
 542                         shift++;
 543                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_1_PCNT])
 544                         shift++;
 545         }
 546
 547         /*
 548          * Check each quota to cap the prealloc size, provide a shift value to
 549          * throttle with and adjust amount of available space.
 550          */
 551         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_USER, alloc_blocks))
 552                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_USER, &qblocks, &qshift,
 553                                         &freesp);
 554         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, alloc_blocks))
 555                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, &qblocks, &qshift,
 556                                         &freesp);
 557         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, alloc_blocks))
 558                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, &qblocks, &qshift,
 559                                         &freesp);
 560
 561         /*
 562          * The final prealloc size is set to the minimum of free space available
 563          * in each of the quotas and the overall filesystem.
 564          *
 565          * The shift throttle value is set to the maximum value as determined by
 566          * the global low free space values and per-quota low free space values.
 567          */
 568         alloc_blocks = MIN(alloc_blocks, qblocks);
 569         shift = MAX(shift, qshift);
 570
 571         if (shift)
 572                 alloc_blocks >>= shift;
 573         /*
 574          * rounddown_pow_of_two() returns an undefined result if we pass in
 575          * alloc_blocks = 0.
 576          */
 577         if (alloc_blocks)
 578                 alloc_blocks = rounddown_pow_of_two(alloc_blocks);
 579         if (alloc_blocks > MAXEXTLEN)
 580                 alloc_blocks = MAXEXTLEN;
 581
 582         /*
 583          * If we are still trying to allocate more space than is
 584          * available, squash the prealloc hard. This can happen if we
 585          * have a large file on a small filesystem and the above
 586          * lowspace thresholds are smaller than MAXEXTLEN.
 587          */
 588         while (alloc_blocks && alloc_blocks >= freesp)
 589                 alloc_blocks >>= 4;
 590
 591 check_writeio:
 592         if (alloc_blocks < mp->m_writeio_blocks)
 593                 alloc_blocks = mp->m_writeio_blocks;
 594
 595         trace_xfs_iomap_prealloc_size(ip, alloc_blocks, shift,
 596                                       mp->m_writeio_blocks);
 597
 598         return alloc_blocks;
 599 }
 600
 601 int
 602 xfs_iomap_write_delay(
 603         xfs_inode_t     *ip,
 604         xfs_off_t       offset,
 605         size_t          count,
 606         xfs_bmbt_irec_t *ret_imap)
 607 {
 608         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 609         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
 610         xfs_fileoff_t   last_fsb;
 611         xfs_off_t       aligned_offset;
 612         xfs_fileoff_t   ioalign;
 613         xfs_extlen_t    extsz;
 614         int             nimaps;
 615         xfs_bmbt_irec_t imap[XFS_WRITE_IMAPS];
 616         int             prealloc;
 617         int             error;
 618
 619         ASSERT(xfs_isilocked(ip, XFS_ILOCK_EXCL));
 620
 621         /*
 622          * Make sure that the dquots are there. This doesn't hold
 623          * the ilock across a disk read.
 624          */
 625         error = xfs_qm_dqattach_locked(ip, 0);
 626         if (error)
 627                 return error;
 628
 629         extsz = xfs_get_extsz_hint(ip);
 630         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 631
 632         error = xfs_iomap_eof_want_preallocate(mp, ip, offset, count,
 633                                 imap, XFS_WRITE_IMAPS, &prealloc);
 634         if (error)
 635                 return error;
 636
 637 retry:
 638         if (prealloc) {
 639                 xfs_fsblock_t   alloc_blocks;
 640
 641                 alloc_blocks = xfs_iomap_prealloc_size(mp, ip, offset, imap,
 642                                                        XFS_WRITE_IMAPS);
 643
 644                 aligned_offset = XFS_WRITEIO_ALIGN(mp, (offset + count - 1));
 645                 ioalign = XFS_B_TO_FSBT(mp, aligned_offset);
 646                 last_fsb = ioalign + alloc_blocks;
 647         } else {
 648                 last_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, ((xfs_ufsize_t)(offset + count)));
 649         }
 650
 651         if (prealloc || extsz) {
 652                 error = xfs_iomap_eof_align_last_fsb(ip, extsz, &last_fsb);
 653                 if (error)
 654                         return error;
 655         }
 656
 657         /*
 658          * Make sure preallocation does not create extents beyond the range we
 659          * actually support in this filesystem.
 660          */
 661         if (last_fsb > XFS_B_TO_FSB(mp, mp->m_super->s_maxbytes))
 662                 last_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, mp->m_super->s_maxbytes);
 663
 664         ASSERT(last_fsb > offset_fsb);
 665
 666         nimaps = XFS_WRITE_IMAPS;
 667         error = xfs_bmapi_delay(ip, offset_fsb, last_fsb - offset_fsb,
 668                                 imap, &nimaps, XFS_BMAPI_ENTIRE);
 669         switch (error) {
 670         case 0:
 671         case -ENOSPC:
 672         case -EDQUOT:
 673                 break;
 674         default:
 675                 return error;
 676         }
 677
 678         /*
 679          * If bmapi returned us nothing, we got either ENOSPC or EDQUOT. Retry
 680          * without EOF preallocation.
 681          */
 682         if (nimaps == 0) {
 683                 trace_xfs_delalloc_enospc(ip, offset, count);
 684                 if (prealloc) {
 685                         prealloc = 0;
 686                         error = 0;
 687                         goto retry;
 688                 }
 689                 return error ? error : -ENOSPC;
 690         }
 691
 692         if (!(imap[0].br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
 693                 return xfs_alert_fsblock_zero(ip, &imap[0]);
 694
 695         /*
 696          * Tag the inode as speculatively preallocated so we can reclaim this
 697          * space on demand, if necessary.
 698          */
 699         if (prealloc)
 700                 xfs_inode_set_eofblocks_tag(ip);
 701
 702         *ret_imap = imap[0];
 703         return 0;
 704 }
 705
 706 /*
 707  * Pass in a delayed allocate extent, convert it to real extents;
 708  * return to the caller the extent we create which maps on top of
 709  * the originating callers request.
 710  *
 711  * Called without a lock on the inode.
 712  *
 713  * We no longer bother to look at the incoming map - all we have to
 714  * guarantee is that whatever we allocate fills the required range.
 715  */
 716 int
 717 xfs_iomap_write_allocate(
 718         xfs_inode_t     *ip,
 719         xfs_off_t       offset,
 720         xfs_bmbt_irec_t *imap)
 721 {
 722         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 723         xfs_fileoff_t   offset_fsb, last_block;
 724         xfs_fileoff_t   end_fsb, map_start_fsb;
 725         xfs_fsblock_t   first_block;
 726         struct xfs_defer_ops    dfops;
 727         xfs_filblks_t   count_fsb;
 728         xfs_trans_t     *tp;
 729         int             nimaps;
 730         int             error = 0;
 731         int             nres;
 732
 733         /*
 734          * Make sure that the dquots are there.
 735          */
 736         error = xfs_qm_dqattach(ip, 0);
 737         if (error)
 738                 return error;
 739
 740         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 741         count_fsb = imap->br_blockcount;
 742         map_start_fsb = imap->br_startoff;
 743
 744         XFS_STATS_ADD(mp, xs_xstrat_bytes, XFS_FSB_TO_B(mp, count_fsb));
 745
 746         while (count_fsb != 0) {
 747                 /*
 748                  * Set up a transaction with which to allocate the
 749                  * backing store for the file.  Do allocations in a
 750                  * loop until we get some space in the range we are
 751                  * interested in.  The other space that might be allocated
 752                  * is in the delayed allocation extent on which we sit
 753                  * but before our buffer starts.
 754                  */
 755                 nimaps = 0;
 756                 while (nimaps == 0) {
 757                         nres = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(mp, XFS_DATA_FORK);
 758                         /*
 759                          * We have already reserved space for the extent and any
 760                          * indirect blocks when creating the delalloc extent,
 761                          * there is no need to reserve space in this transaction
 762                          * again.
 763                          */
 764                         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, 0,
 765                                         0, XFS_TRANS_RESERVE, &tp);
 766                         if (error)
 767                                 return error;
 768
 769                         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 770                         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 771
 772                         xfs_defer_init(&dfops, &first_block);
 773
 774                         /*
 775                          * it is possible that the extents have changed since
 776                          * we did the read call as we dropped the ilock for a
 777                          * while. We have to be careful about truncates or hole
 778                          * punchs here - we are not allowed to allocate
 779                          * non-delalloc blocks here.
 780                          *
 781                          * The only protection against truncation is the pages
 782                          * for the range we are being asked to convert are
 783                          * locked and hence a truncate will block on them
 784                          * first.
 785                          *
 786                          * As a result, if we go beyond the range we really
 787                          * need and hit an delalloc extent boundary followed by
 788                          * a hole while we have excess blocks in the map, we
 789                          * will fill the hole incorrectly and overrun the
 790                          * transaction reservation.
 791                          *
 792                          * Using a single map prevents this as we are forced to
 793                          * check each map we look for overlap with the desired
 794                          * range and abort as soon as we find it. Also, given
 795                          * that we only return a single map, having one beyond
 796                          * what we can return is probably a bit silly.
 797                          *
 798                          * We also need to check that we don't go beyond EOF;
 799                          * this is a truncate optimisation as a truncate sets
 800                          * the new file size before block on the pages we
 801                          * currently have locked under writeback. Because they
 802                          * are about to be tossed, we don't need to write them
 803                          * back....
 804                          */
 805                         nimaps = 1;
 806                         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, XFS_ISIZE(ip));
 807                         error = xfs_bmap_last_offset(ip, &last_block,
 808                                                         XFS_DATA_FORK);
 809                         if (error)
 810                                 goto trans_cancel;
 811
 812                         last_block = XFS_FILEOFF_MAX(last_block, end_fsb);
 813                         if ((map_start_fsb + count_fsb) > last_block) {
 814                                 count_fsb = last_block - map_start_fsb;
 815                                 if (count_fsb == 0) {
 816                                         error = -EAGAIN;
 817                                         goto trans_cancel;
 818                                 }
 819                         }
 820
 821                         /*
 822                          * From this point onwards we overwrite the imap
 823                          * pointer that the caller gave to us.
 824                          */
 825                         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, map_start_fsb,
 826                                                 count_fsb, 0, &first_block,
 827                                                 nres, imap, &nimaps,
 828                                                 &dfops);
 829                         if (error)
 830                                 goto trans_cancel;
 831
 832                         error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, NULL);
 833                         if (error)
 834                                 goto trans_cancel;
 835
 836                         error = xfs_trans_commit(tp);
 837                         if (error)
 838                                 goto error0;
 839
 840                         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 841                 }
 842
 843                 /*
 844                  * See if we were able to allocate an extent that
 845                  * covers at least part of the callers request
 846                  */
 847                 if (!(imap->br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
 848                         return xfs_alert_fsblock_zero(ip, imap);
 849
 850                 if ((offset_fsb >= imap->br_startoff) &&
 851                     (offset_fsb < (imap->br_startoff +
 852                                    imap->br_blockcount))) {
 853                         XFS_STATS_INC(mp, xs_xstrat_quick);
 854                         return 0;
 855                 }
 856
 857                 /*
 858                  * So far we have not mapped the requested part of the
 859                  * file, just surrounding data, try again.
 860                  */
 861                 count_fsb -= imap->br_blockcount;
 862                 map_start_fsb = imap->br_startoff + imap->br_blockcount;
 863         }
 864
 865 trans_cancel:
 866         xfs_defer_cancel(&dfops);
 867         xfs_trans_cancel(tp);
 868 error0:
 869         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 870         return error;
 871 }
 872
 873 int
 874 xfs_iomap_write_unwritten(
 875         xfs_inode_t     *ip,
 876         xfs_off_t       offset,
 877         xfs_off_t       count)
 878 {
 879         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 880         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
 881         xfs_filblks_t   count_fsb;
 882         xfs_filblks_t   numblks_fsb;
 883         xfs_fsblock_t   firstfsb;
 884         int             nimaps;
 885         xfs_trans_t     *tp;
 886         xfs_bmbt_irec_t imap;
 887         struct xfs_defer_ops dfops;
 888         xfs_fsize_t     i_size;
 889         uint            resblks;
 890         int             error;
 891
 892         trace_xfs_unwritten_convert(ip, offset, count);
 893
 894         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 895         count_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, (xfs_ufsize_t)offset + count);
 896         count_fsb = (xfs_filblks_t)(count_fsb - offset_fsb);
 897
 898         /*
 899          * Reserve enough blocks in this transaction for two complete extent
 900          * btree splits.  We may be converting the middle part of an unwritten
 901          * extent and in this case we will insert two new extents in the btree
 902          * each of which could cause a full split.
 903          *
 904          * This reservation amount will be used in the first call to
 905          * xfs_bmbt_split() to select an AG with enough space to satisfy the
 906          * rest of the operation.
 907          */
 908         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
 909
 910         do {
 911                 /*
 912                  * Set up a transaction to convert the range of extents
 913                  * from unwritten to real. Do allocations in a loop until
 914                  * we have covered the range passed in.
 915                  *
 916                  * Note that we can't risk to recursing back into the filesystem
 917                  * here as we might be asked to write out the same inode that we
 918                  * complete here and might deadlock on the iolock.
 919                  */
 920                 error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0,
 921                                 XFS_TRANS_RESERVE | XFS_TRANS_NOFS, &tp);
 922                 if (error)
 923                         return error;
 924
 925                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 926                 xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 927
 928                 /*
 929                  * Modify the unwritten extent state of the buffer.
 930                  */
 931                 xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
 932                 nimaps = 1;
 933                 error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
 934                                         XFS_BMAPI_CONVERT, &firstfsb, resblks,
 935                                         &imap, &nimaps, &dfops);
 936                 if (error)
 937                         goto error_on_bmapi_transaction;
 938
 939                 /*
 940                  * Log the updated inode size as we go.  We have to be careful
 941                  * to only log it up to the actual write offset if it is
 942                  * halfway into a block.
 943                  */
 944                 i_size = XFS_FSB_TO_B(mp, offset_fsb + count_fsb);
 945                 if (i_size > offset + count)
 946                         i_size = offset + count;
 947
 948                 i_size = xfs_new_eof(ip, i_size);
 949                 if (i_size) {
 950                         ip->i_d.di_size = i_size;
 951                         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
 952                 }
 953
 954                 error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, NULL);
 955                 if (error)
 956                         goto error_on_bmapi_transaction;
 957
 958                 error = xfs_trans_commit(tp);
 959                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 960                 if (error)
 961                         return error;
 962
 963                 if (!(imap.br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
 964                         return xfs_alert_fsblock_zero(ip, &imap);
 965
 966                 if ((numblks_fsb = imap.br_blockcount) == 0) {
 967                         /*
 968                          * The numblks_fsb value should always get
 969                          * smaller, otherwise the loop is stuck.
 970                          */
 971                         ASSERT(imap.br_blockcount);
 972                         break;
 973                 }
 974                 offset_fsb += numblks_fsb;
 975                 count_fsb -= numblks_fsb;
 976         } while (count_fsb > 0);
 977
 978         return 0;
 979
 980 error_on_bmapi_transaction:
 981         xfs_defer_cancel(&dfops);
 982         xfs_trans_cancel(tp);
 983         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 984         return error;
 985 }
 986
 987 static inline bool imap_needs_alloc(struct xfs_bmbt_irec *imap, int nimaps)
 988 {
 989         return !nimaps ||
 990                 imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK ||
 991                 imap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK;
 992 }
 993
 994 static int
 995 xfs_file_iomap_begin(
 996         struct inode            *inode,
 997         loff_t                  offset,
 998         loff_t                  length,
 999         unsigned                flags,
1000         struct iomap            *iomap)
1001 {
1002         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1003         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1004         struct xfs_bmbt_irec    imap;
1005         xfs_fileoff_t           offset_fsb, end_fsb;
1006         int                     nimaps = 1, error = 0;
1007
1008         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1009                 return -EIO;
1010
1011         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1012
1013         ASSERT(offset <= mp->m_super->s_maxbytes);
1014         if ((xfs_fsize_t)offset + length > mp->m_super->s_maxbytes)
1015                 length = mp->m_super->s_maxbytes - offset;
1016         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1017         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1018
1019         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb, &imap,
1020                                &nimaps, XFS_BMAPI_ENTIRE);
1021         if (error) {
1022                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1023                 return error;
1024         }
1025
1026         if ((flags & IOMAP_WRITE) && imap_needs_alloc(&imap, nimaps)) {
1027                 /*
1028                  * We cap the maximum length we map here to MAX_WRITEBACK_PAGES
1029                  * pages to keep the chunks of work done where somewhat symmetric
1030                  * with the work writeback does. This is a completely arbitrary
1031                  * number pulled out of thin air as a best guess for initial
1032                  * testing.
1033                  *
1034                  * Note that the values needs to be less than 32-bits wide until
1035                  * the lower level functions are updated.
1036                  */
1037                 length = min_t(loff_t, length, 1024 * PAGE_SIZE);
1038                 if (xfs_get_extsz_hint(ip)) {
1039                         /*
1040                          * xfs_iomap_write_direct() expects the shared lock. It
1041                          * is unlocked on return.
1042                          */
1043                         xfs_ilock_demote(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1044                         error = xfs_iomap_write_direct(ip, offset, length, &imap,
1045                                         nimaps);
1046                 } else {
1047                         error = xfs_iomap_write_delay(ip, offset, length, &imap);
1048                         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1049                 }
1050
1051                 if (error)
1052                         return error;
1053
1054                 trace_xfs_iomap_alloc(ip, offset, length, 0, &imap);
1055         } else {
1056                 ASSERT(nimaps);
1057
1058                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1059                 trace_xfs_iomap_found(ip, offset, length, 0, &imap);
1060         }
1061
1062         xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1063         return 0;
1064 }
1065
1066 static int
1067 xfs_file_iomap_end_delalloc(
1068         struct xfs_inode        *ip,
1069         loff_t                  offset,
1070         loff_t                  length,
1071         ssize_t                 written)
1072 {
1073         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1074         xfs_fileoff_t           start_fsb;
1075         xfs_fileoff_t           end_fsb;
1076         int                     error = 0;
1077
1078         start_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + written);
1079         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1080
1081         /*
1082          * Trim back delalloc blocks if we didn't manage to write the whole
1083          * range reserved.
1084          *
1085          * We don't need to care about racing delalloc as we hold i_mutex
1086          * across the reserve/allocate/unreserve calls. If there are delalloc
1087          * blocks in the range, they are ours.
1088          */
1089         if (start_fsb < end_fsb) {
1090                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1091                 error = xfs_bmap_punch_delalloc_range(ip, start_fsb,
1092                                                end_fsb - start_fsb);
1093                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1094
1095                 if (error && !XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp)) {
1096                         xfs_alert(mp, "%s: unable to clean up ino %lld",
1097                                 __func__, ip->i_ino);
1098                         return error;
1099                 }
1100         }
1101
1102         return 0;
1103 }
1104
1105 static int
1106 xfs_file_iomap_end(
1107         struct inode            *inode,
1108         loff_t                  offset,
1109         loff_t                  length,
1110         ssize_t                 written,
1111         unsigned                flags,
1112         struct iomap            *iomap)
1113 {
1114         if ((flags & IOMAP_WRITE) && iomap->type == IOMAP_DELALLOC)
1115                 return xfs_file_iomap_end_delalloc(XFS_I(inode), offset,
1116                                 length, written);
1117         return 0;
1118 }
1119
1120 struct iomap_ops xfs_iomap_ops = {
1121         .iomap_begin            = xfs_file_iomap_begin,
1122         .iomap_end              = xfs_file_iomap_end,
1123 };
1124
1125 static int
1126 xfs_xattr_iomap_begin(
1127         struct inode            *inode,
1128         loff_t                  offset,
1129         loff_t                  length,
1130         unsigned                flags,
1131         struct iomap            *iomap)
1132 {
1133         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1134         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1135         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1136         xfs_fileoff_t           end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1137         struct xfs_bmbt_irec    imap;
1138         int                     nimaps = 1, error = 0;
1139         unsigned                lockmode;
1140
1141         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1142                 return -EIO;
1143
1144         lockmode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1145
1146         /* if there are no attribute fork or extents, return ENOENT */
1147         if (XFS_IFORK_Q(ip) || !ip->i_d.di_anextents) {
1148                 error = -ENOENT;
1149                 goto out_unlock;
1150         }
1151
1152         ASSERT(ip->i_d.di_aformat != XFS_DINODE_FMT_LOCAL);
1153         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb, &imap,
1154                                &nimaps, XFS_BMAPI_ENTIRE | XFS_BMAPI_ATTRFORK);
1155 out_unlock:
1156         xfs_iunlock(ip, lockmode);
1157
1158         if (!error) {
1159                 ASSERT(nimaps);
1160                 xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1161         }
1162
1163         return error;
1164 }
1165
1166 struct iomap_ops xfs_xattr_iomap_ops = {
1167         .iomap_begin            = xfs_xattr_iomap_begin,
1168 };