fs/xfs/xfs_iomap.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2000-2006 Silicon Graphics, Inc.
   3  * Copyright (c) 2016 Christoph Hellwig.
   4  * All Rights Reserved.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   8  * published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
  17  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  18  */
  19 #include <linux/iomap.h>
  20 #include "xfs.h"
  21 #include "xfs_fs.h"
  22 #include "xfs_shared.h"
  23 #include "xfs_format.h"
  24 #include "xfs_log_format.h"
  25 #include "xfs_trans_resv.h"
  26 #include "xfs_mount.h"
  27 #include "xfs_defer.h"
  28 #include "xfs_inode.h"
  29 #include "xfs_btree.h"
  30 #include "xfs_bmap_btree.h"
  31 #include "xfs_bmap.h"
  32 #include "xfs_bmap_util.h"
  33 #include "xfs_error.h"
  34 #include "xfs_trans.h"
  35 #include "xfs_trans_space.h"
  36 #include "xfs_iomap.h"
  37 #include "xfs_trace.h"
  38 #include "xfs_icache.h"
  39 #include "xfs_quota.h"
  40 #include "xfs_dquot_item.h"
  41 #include "xfs_dquot.h"
  42
  43
  44 #define XFS_WRITEIO_ALIGN(mp,off)       (((off) >> mp->m_writeio_log) \
  45                                                 << mp->m_writeio_log)
  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 STATIC bool
 315 xfs_quota_need_throttle(
 316         struct xfs_inode *ip,
 317         int type,
 318         xfs_fsblock_t alloc_blocks)
 319 {
 320         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
 321
 322         if (!dq || !xfs_this_quota_on(ip->i_mount, type))
 323                 return false;
 324
 325         /* no hi watermark, no throttle */
 326         if (!dq->q_prealloc_hi_wmark)
 327                 return false;
 328
 329         /* under the lo watermark, no throttle */
 330         if (dq->q_res_bcount + alloc_blocks < dq->q_prealloc_lo_wmark)
 331                 return false;
 332
 333         return true;
 334 }
 335
 336 STATIC void
 337 xfs_quota_calc_throttle(
 338         struct xfs_inode *ip,
 339         int type,
 340         xfs_fsblock_t *qblocks,
 341         int *qshift,
 342         int64_t *qfreesp)
 343 {
 344         int64_t freesp;
 345         int shift = 0;
 346         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
 347
 348         /* no dq, or over hi wmark, squash the prealloc completely */
 349         if (!dq || dq->q_res_bcount >= dq->q_prealloc_hi_wmark) {
 350                 *qblocks = 0;
 351                 *qfreesp = 0;
 352                 return;
 353         }
 354
 355         freesp = dq->q_prealloc_hi_wmark - dq->q_res_bcount;
 356         if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_5_PCNT]) {
 357                 shift = 2;
 358                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_3_PCNT])
 359                         shift += 2;
 360                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_1_PCNT])
 361                         shift += 2;
 362         }
 363
 364         if (freesp < *qfreesp)
 365                 *qfreesp = freesp;
 366
 367         /* only overwrite the throttle values if we are more aggressive */
 368         if ((freesp >> shift) < (*qblocks >> *qshift)) {
 369                 *qblocks = freesp;
 370                 *qshift = shift;
 371         }
 372 }
 373
 374 /*
 375  * If we are doing a write at the end of the file and there are no allocations
 376  * past this one, then extend the allocation out to the file system's write
 377  * iosize.
 378  *
 379  * If we don't have a user specified preallocation size, dynamically increase
 380  * the preallocation size as the size of the file grows.  Cap the maximum size
 381  * at a single extent or less if the filesystem is near full. The closer the
 382  * filesystem is to full, the smaller the maximum prealocation.
 383  *
 384  * As an exception we don't do any preallocation at all if the file is smaller
 385  * than the minimum preallocation and we are using the default dynamic
 386  * preallocation scheme, as it is likely this is the only write to the file that
 387  * is going to be done.
 388  *
 389  * We clean up any extra space left over when the file is closed in
 390  * xfs_inactive().
 391  */
 392 STATIC xfs_fsblock_t
 393 xfs_iomap_prealloc_size(
 394         struct xfs_inode        *ip,
 395         loff_t                  offset,
 396         loff_t                  count,
 397         xfs_extnum_t            idx,
 398         struct xfs_bmbt_irec    *prev)
 399 {
 400         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 401         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 402         int                     shift = 0;
 403         int64_t                 freesp;
 404         xfs_fsblock_t           qblocks;
 405         int                     qshift = 0;
 406         xfs_fsblock_t           alloc_blocks = 0;
 407
 408         if (offset + count <= XFS_ISIZE(ip))
 409                 return 0;
 410
 411         if (!(mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE) &&
 412             (XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_writeio_blocks)))
 413                 return 0;
 414
 415         /*
 416          * If an explicit allocsize is set, the file is small, or we
 417          * are writing behind a hole, then use the minimum prealloc:
 418          */
 419         if ((mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE) ||
 420             XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_dalign) ||
 421             idx == 0 ||
 422             prev->br_startoff + prev->br_blockcount < offset_fsb)
 423                 return mp->m_writeio_blocks;
 424
 425         /*
 426          * Determine the initial size of the preallocation. We are beyond the
 427          * current EOF here, but we need to take into account whether this is
 428          * a sparse write or an extending write when determining the
 429          * preallocation size.  Hence we need to look up the extent that ends
 430          * at the current write offset and use the result to determine the
 431          * preallocation size.
 432          *
 433          * If the extent is a hole, then preallocation is essentially disabled.
 434          * Otherwise we take the size of the preceding data extent as the basis
 435          * for the preallocation size. If the size of the extent is greater than
 436          * half the maximum extent length, then use the current offset as the
 437          * basis. This ensures that for large files the preallocation size
 438          * always extends to MAXEXTLEN rather than falling short due to things
 439          * like stripe unit/width alignment of real extents.
 440          */
 441         if (prev->br_blockcount <= (MAXEXTLEN >> 1))
 442                 alloc_blocks = prev->br_blockcount << 1;
 443         else
 444                 alloc_blocks = XFS_B_TO_FSB(mp, offset);
 445         if (!alloc_blocks)
 446                 goto check_writeio;
 447         qblocks = alloc_blocks;
 448
 449         /*
 450          * MAXEXTLEN is not a power of two value but we round the prealloc down
 451          * to the nearest power of two value after throttling. To prevent the
 452          * round down from unconditionally reducing the maximum supported prealloc
 453          * size, we round up first, apply appropriate throttling, round down and
 454          * cap the value to MAXEXTLEN.
 455          */
 456         alloc_blocks = XFS_FILEOFF_MIN(roundup_pow_of_two(MAXEXTLEN),
 457                                        alloc_blocks);
 458
 459         freesp = percpu_counter_read_positive(&mp->m_fdblocks);
 460         if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_5_PCNT]) {
 461                 shift = 2;
 462                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_4_PCNT])
 463                         shift++;
 464                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_3_PCNT])
 465                         shift++;
 466                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_2_PCNT])
 467                         shift++;
 468                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_1_PCNT])
 469                         shift++;
 470         }
 471
 472         /*
 473          * Check each quota to cap the prealloc size, provide a shift value to
 474          * throttle with and adjust amount of available space.
 475          */
 476         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_USER, alloc_blocks))
 477                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_USER, &qblocks, &qshift,
 478                                         &freesp);
 479         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, alloc_blocks))
 480                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, &qblocks, &qshift,
 481                                         &freesp);
 482         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, alloc_blocks))
 483                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, &qblocks, &qshift,
 484                                         &freesp);
 485
 486         /*
 487          * The final prealloc size is set to the minimum of free space available
 488          * in each of the quotas and the overall filesystem.
 489          *
 490          * The shift throttle value is set to the maximum value as determined by
 491          * the global low free space values and per-quota low free space values.
 492          */
 493         alloc_blocks = MIN(alloc_blocks, qblocks);
 494         shift = MAX(shift, qshift);
 495
 496         if (shift)
 497                 alloc_blocks >>= shift;
 498         /*
 499          * rounddown_pow_of_two() returns an undefined result if we pass in
 500          * alloc_blocks = 0.
 501          */
 502         if (alloc_blocks)
 503                 alloc_blocks = rounddown_pow_of_two(alloc_blocks);
 504         if (alloc_blocks > MAXEXTLEN)
 505                 alloc_blocks = MAXEXTLEN;
 506
 507         /*
 508          * If we are still trying to allocate more space than is
 509          * available, squash the prealloc hard. This can happen if we
 510          * have a large file on a small filesystem and the above
 511          * lowspace thresholds are smaller than MAXEXTLEN.
 512          */
 513         while (alloc_blocks && alloc_blocks >= freesp)
 514                 alloc_blocks >>= 4;
 515 check_writeio:
 516         if (alloc_blocks < mp->m_writeio_blocks)
 517                 alloc_blocks = mp->m_writeio_blocks;
 518         trace_xfs_iomap_prealloc_size(ip, alloc_blocks, shift,
 519                                       mp->m_writeio_blocks);
 520         return alloc_blocks;
 521 }
 522
 523 static int
 524 xfs_file_iomap_begin_delay(
 525         struct inode            *inode,
 526         loff_t                  offset,
 527         loff_t                  count,
 528         unsigned                flags,
 529         struct iomap            *iomap)
 530 {
 531         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 532         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 533         struct xfs_ifork        *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK);
 534         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 535         xfs_fileoff_t           maxbytes_fsb =
 536                 XFS_B_TO_FSB(mp, mp->m_super->s_maxbytes);
 537         xfs_fileoff_t           end_fsb, orig_end_fsb;
 538         int                     error = 0, eof = 0;
 539         struct xfs_bmbt_irec    got;
 540         struct xfs_bmbt_irec    prev;
 541         xfs_extnum_t            idx;
 542
 543         ASSERT(!XFS_IS_REALTIME_INODE(ip));
 544         ASSERT(!xfs_get_extsz_hint(ip));
 545
 546         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 547
 548         if (unlikely(XFS_TEST_ERROR(
 549             (XFS_IFORK_FORMAT(ip, XFS_DATA_FORK) != XFS_DINODE_FMT_EXTENTS &&
 550              XFS_IFORK_FORMAT(ip, XFS_DATA_FORK) != XFS_DINODE_FMT_BTREE),
 551              mp, XFS_ERRTAG_BMAPIFORMAT, XFS_RANDOM_BMAPIFORMAT))) {
 552                 XFS_ERROR_REPORT(__func__, XFS_ERRLEVEL_LOW, mp);
 553                 error = -EFSCORRUPTED;
 554                 goto out_unlock;
 555         }
 556
 557         XFS_STATS_INC(mp, xs_blk_mapw);
 558
 559         if (!(ifp->if_flags & XFS_IFEXTENTS)) {
 560                 error = xfs_iread_extents(NULL, ip, XFS_DATA_FORK);
 561                 if (error)
 562                         goto out_unlock;
 563         }
 564
 565         xfs_bmap_search_extents(ip, offset_fsb, XFS_DATA_FORK, &eof, &idx,
 566                         &got, &prev);
 567         if (!eof && got.br_startoff <= offset_fsb) {
 568                 trace_xfs_iomap_found(ip, offset, count, 0, &got);
 569                 goto done;
 570         }
 571
 572         error = xfs_qm_dqattach_locked(ip, 0);
 573         if (error)
 574                 goto out_unlock;
 575
 576         /*
 577          * We cap the maximum length we map here to MAX_WRITEBACK_PAGES pages
 578          * to keep the chunks of work done where somewhat symmetric with the
 579          * work writeback does. This is a completely arbitrary number pulled
 580          * out of thin air as a best guess for initial testing.
 581          *
 582          * Note that the values needs to be less than 32-bits wide until
 583          * the lower level functions are updated.
 584          */
 585         count = min_t(loff_t, count, 1024 * PAGE_SIZE);
 586         end_fsb = orig_end_fsb =
 587                 min(XFS_B_TO_FSB(mp, offset + count), maxbytes_fsb);
 588
 589         if (eof) {
 590                 xfs_fsblock_t   prealloc_blocks;
 591
 592                 prealloc_blocks =
 593                         xfs_iomap_prealloc_size(ip, offset, count, idx, &prev);
 594                 if (prealloc_blocks) {
 595                         xfs_extlen_t    align;
 596                         xfs_off_t       end_offset;
 597
 598                         end_offset = XFS_WRITEIO_ALIGN(mp, offset + count - 1);
 599                         end_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, end_offset) +
 600                                 prealloc_blocks;
 601
 602                         align = xfs_eof_alignment(ip, 0);
 603                         if (align)
 604                                 end_fsb = roundup_64(end_fsb, align);
 605
 606                         end_fsb = min(end_fsb, maxbytes_fsb);
 607                         ASSERT(end_fsb > offset_fsb);
 608                 }
 609         }
 610
 611 retry:
 612         error = xfs_bmapi_reserve_delalloc(ip, offset_fsb,
 613                         end_fsb - offset_fsb, &got,
 614                         &prev, &idx, eof);
 615         switch (error) {
 616         case 0:
 617                 break;
 618         case -ENOSPC:
 619         case -EDQUOT:
 620                 /* retry without any preallocation */
 621                 trace_xfs_delalloc_enospc(ip, offset, count);
 622                 if (end_fsb != orig_end_fsb) {
 623                         end_fsb = orig_end_fsb;
 624                         goto retry;
 625                 }
 626                 /*FALLTHRU*/
 627         default:
 628                 goto out_unlock;
 629         }
 630
 631         /*
 632          * Tag the inode as speculatively preallocated so we can reclaim this
 633          * space on demand, if necessary.
 634          */
 635         if (end_fsb != orig_end_fsb)
 636                 xfs_inode_set_eofblocks_tag(ip);
 637
 638         trace_xfs_iomap_alloc(ip, offset, count, 0, &got);
 639 done:
 640         if (isnullstartblock(got.br_startblock))
 641                 got.br_startblock = DELAYSTARTBLOCK;
 642
 643         if (!got.br_startblock) {
 644                 error = xfs_alert_fsblock_zero(ip, &got);
 645                 if (error)
 646                         goto out_unlock;
 647         }
 648
 649         xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &got);
 650
 651 out_unlock:
 652         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 653         return error;
 654 }
 655
 656 /*
 657  * Pass in a delayed allocate extent, convert it to real extents;
 658  * return to the caller the extent we create which maps on top of
 659  * the originating callers request.
 660  *
 661  * Called without a lock on the inode.
 662  *
 663  * We no longer bother to look at the incoming map - all we have to
 664  * guarantee is that whatever we allocate fills the required range.
 665  */
 666 int
 667 xfs_iomap_write_allocate(
 668         xfs_inode_t     *ip,
 669         xfs_off_t       offset,
 670         xfs_bmbt_irec_t *imap)
 671 {
 672         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 673         xfs_fileoff_t   offset_fsb, last_block;
 674         xfs_fileoff_t   end_fsb, map_start_fsb;
 675         xfs_fsblock_t   first_block;
 676         struct xfs_defer_ops    dfops;
 677         xfs_filblks_t   count_fsb;
 678         xfs_trans_t     *tp;
 679         int             nimaps;
 680         int             error = 0;
 681         int             nres;
 682
 683         /*
 684          * Make sure that the dquots are there.
 685          */
 686         error = xfs_qm_dqattach(ip, 0);
 687         if (error)
 688                 return error;
 689
 690         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 691         count_fsb = imap->br_blockcount;
 692         map_start_fsb = imap->br_startoff;
 693
 694         XFS_STATS_ADD(mp, xs_xstrat_bytes, XFS_FSB_TO_B(mp, count_fsb));
 695
 696         while (count_fsb != 0) {
 697                 /*
 698                  * Set up a transaction with which to allocate the
 699                  * backing store for the file.  Do allocations in a
 700                  * loop until we get some space in the range we are
 701                  * interested in.  The other space that might be allocated
 702                  * is in the delayed allocation extent on which we sit
 703                  * but before our buffer starts.
 704                  */
 705                 nimaps = 0;
 706                 while (nimaps == 0) {
 707                         nres = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(mp, XFS_DATA_FORK);
 708                         /*
 709                          * We have already reserved space for the extent and any
 710                          * indirect blocks when creating the delalloc extent,
 711                          * there is no need to reserve space in this transaction
 712                          * again.
 713                          */
 714                         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, 0,
 715                                         0, XFS_TRANS_RESERVE, &tp);
 716                         if (error)
 717                                 return error;
 718
 719                         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 720                         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 721
 722                         xfs_defer_init(&dfops, &first_block);
 723
 724                         /*
 725                          * it is possible that the extents have changed since
 726                          * we did the read call as we dropped the ilock for a
 727                          * while. We have to be careful about truncates or hole
 728                          * punchs here - we are not allowed to allocate
 729                          * non-delalloc blocks here.
 730                          *
 731                          * The only protection against truncation is the pages
 732                          * for the range we are being asked to convert are
 733                          * locked and hence a truncate will block on them
 734                          * first.
 735                          *
 736                          * As a result, if we go beyond the range we really
 737                          * need and hit an delalloc extent boundary followed by
 738                          * a hole while we have excess blocks in the map, we
 739                          * will fill the hole incorrectly and overrun the
 740                          * transaction reservation.
 741                          *
 742                          * Using a single map prevents this as we are forced to
 743                          * check each map we look for overlap with the desired
 744                          * range and abort as soon as we find it. Also, given
 745                          * that we only return a single map, having one beyond
 746                          * what we can return is probably a bit silly.
 747                          *
 748                          * We also need to check that we don't go beyond EOF;
 749                          * this is a truncate optimisation as a truncate sets
 750                          * the new file size before block on the pages we
 751                          * currently have locked under writeback. Because they
 752                          * are about to be tossed, we don't need to write them
 753                          * back....
 754                          */
 755                         nimaps = 1;
 756                         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, XFS_ISIZE(ip));
 757                         error = xfs_bmap_last_offset(ip, &last_block,
 758                                                         XFS_DATA_FORK);
 759                         if (error)
 760                                 goto trans_cancel;
 761
 762                         last_block = XFS_FILEOFF_MAX(last_block, end_fsb);
 763                         if ((map_start_fsb + count_fsb) > last_block) {
 764                                 count_fsb = last_block - map_start_fsb;
 765                                 if (count_fsb == 0) {
 766                                         error = -EAGAIN;
 767                                         goto trans_cancel;
 768                                 }
 769                         }
 770
 771                         /*
 772                          * From this point onwards we overwrite the imap
 773                          * pointer that the caller gave to us.
 774                          */
 775                         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, map_start_fsb,
 776                                                 count_fsb, 0, &first_block,
 777                                                 nres, imap, &nimaps,
 778                                                 &dfops);
 779                         if (error)
 780                                 goto trans_cancel;
 781
 782                         error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, NULL);
 783                         if (error)
 784                                 goto trans_cancel;
 785
 786                         error = xfs_trans_commit(tp);
 787                         if (error)
 788                                 goto error0;
 789
 790                         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 791                 }
 792
 793                 /*
 794                  * See if we were able to allocate an extent that
 795                  * covers at least part of the callers request
 796                  */
 797                 if (!(imap->br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
 798                         return xfs_alert_fsblock_zero(ip, imap);
 799
 800                 if ((offset_fsb >= imap->br_startoff) &&
 801                     (offset_fsb < (imap->br_startoff +
 802                                    imap->br_blockcount))) {
 803                         XFS_STATS_INC(mp, xs_xstrat_quick);
 804                         return 0;
 805                 }
 806
 807                 /*
 808                  * So far we have not mapped the requested part of the
 809                  * file, just surrounding data, try again.
 810                  */
 811                 count_fsb -= imap->br_blockcount;
 812                 map_start_fsb = imap->br_startoff + imap->br_blockcount;
 813         }
 814
 815 trans_cancel:
 816         xfs_defer_cancel(&dfops);
 817         xfs_trans_cancel(tp);
 818 error0:
 819         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 820         return error;
 821 }
 822
 823 int
 824 xfs_iomap_write_unwritten(
 825         xfs_inode_t     *ip,
 826         xfs_off_t       offset,
 827         xfs_off_t       count)
 828 {
 829         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 830         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
 831         xfs_filblks_t   count_fsb;
 832         xfs_filblks_t   numblks_fsb;
 833         xfs_fsblock_t   firstfsb;
 834         int             nimaps;
 835         xfs_trans_t     *tp;
 836         xfs_bmbt_irec_t imap;
 837         struct xfs_defer_ops dfops;
 838         xfs_fsize_t     i_size;
 839         uint            resblks;
 840         int             error;
 841
 842         trace_xfs_unwritten_convert(ip, offset, count);
 843
 844         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 845         count_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, (xfs_ufsize_t)offset + count);
 846         count_fsb = (xfs_filblks_t)(count_fsb - offset_fsb);
 847
 848         /*
 849          * Reserve enough blocks in this transaction for two complete extent
 850          * btree splits.  We may be converting the middle part of an unwritten
 851          * extent and in this case we will insert two new extents in the btree
 852          * each of which could cause a full split.
 853          *
 854          * This reservation amount will be used in the first call to
 855          * xfs_bmbt_split() to select an AG with enough space to satisfy the
 856          * rest of the operation.
 857          */
 858         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
 859
 860         do {
 861                 /*
 862                  * Set up a transaction to convert the range of extents
 863                  * from unwritten to real. Do allocations in a loop until
 864                  * we have covered the range passed in.
 865                  *
 866                  * Note that we can't risk to recursing back into the filesystem
 867                  * here as we might be asked to write out the same inode that we
 868                  * complete here and might deadlock on the iolock.
 869                  */
 870                 error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0,
 871                                 XFS_TRANS_RESERVE | XFS_TRANS_NOFS, &tp);
 872                 if (error)
 873                         return error;
 874
 875                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 876                 xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 877
 878                 /*
 879                  * Modify the unwritten extent state of the buffer.
 880                  */
 881                 xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
 882                 nimaps = 1;
 883                 error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
 884                                         XFS_BMAPI_CONVERT, &firstfsb, resblks,
 885                                         &imap, &nimaps, &dfops);
 886                 if (error)
 887                         goto error_on_bmapi_transaction;
 888
 889                 /*
 890                  * Log the updated inode size as we go.  We have to be careful
 891                  * to only log it up to the actual write offset if it is
 892                  * halfway into a block.
 893                  */
 894                 i_size = XFS_FSB_TO_B(mp, offset_fsb + count_fsb);
 895                 if (i_size > offset + count)
 896                         i_size = offset + count;
 897
 898                 i_size = xfs_new_eof(ip, i_size);
 899                 if (i_size) {
 900                         ip->i_d.di_size = i_size;
 901                         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
 902                 }
 903
 904                 error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, NULL);
 905                 if (error)
 906                         goto error_on_bmapi_transaction;
 907
 908                 error = xfs_trans_commit(tp);
 909                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 910                 if (error)
 911                         return error;
 912
 913                 if (!(imap.br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
 914                         return xfs_alert_fsblock_zero(ip, &imap);
 915
 916                 if ((numblks_fsb = imap.br_blockcount) == 0) {
 917                         /*
 918                          * The numblks_fsb value should always get
 919                          * smaller, otherwise the loop is stuck.
 920                          */
 921                         ASSERT(imap.br_blockcount);
 922                         break;
 923                 }
 924                 offset_fsb += numblks_fsb;
 925                 count_fsb -= numblks_fsb;
 926         } while (count_fsb > 0);
 927
 928         return 0;
 929
 930 error_on_bmapi_transaction:
 931         xfs_defer_cancel(&dfops);
 932         xfs_trans_cancel(tp);
 933         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 934         return error;
 935 }
 936
 937 static inline bool imap_needs_alloc(struct inode *inode,
 938                 struct xfs_bmbt_irec *imap, int nimaps)
 939 {
 940         return !nimaps ||
 941                 imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK ||
 942                 imap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK ||
 943                 (IS_DAX(inode) && ISUNWRITTEN(imap));
 944 }
 945
 946 static int
 947 xfs_file_iomap_begin(
 948         struct inode            *inode,
 949         loff_t                  offset,
 950         loff_t                  length,
 951         unsigned                flags,
 952         struct iomap            *iomap)
 953 {
 954         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 955         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 956         struct xfs_bmbt_irec    imap;
 957         xfs_fileoff_t           offset_fsb, end_fsb;
 958         int                     nimaps = 1, error = 0;
 959         unsigned                lockmode;
 960
 961         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 962                 return -EIO;
 963
 964         if ((flags & IOMAP_WRITE) &&
 965             !IS_DAX(inode) && !xfs_get_extsz_hint(ip)) {
 966                 return xfs_file_iomap_begin_delay(inode, offset, length, flags,
 967                                 iomap);
 968         }
 969
 970         lockmode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
 971
 972         ASSERT(offset <= mp->m_super->s_maxbytes);
 973         if ((xfs_fsize_t)offset + length > mp->m_super->s_maxbytes)
 974                 length = mp->m_super->s_maxbytes - offset;
 975         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 976         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
 977
 978         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb, &imap,
 979                                &nimaps, XFS_BMAPI_ENTIRE);
 980         if (error) {
 981                 xfs_iunlock(ip, lockmode);
 982                 return error;
 983         }
 984
 985         if ((flags & IOMAP_WRITE) && imap_needs_alloc(inode, &imap, nimaps)) {
 986                 /*
 987                  * We cap the maximum length we map here to MAX_WRITEBACK_PAGES
 988                  * pages to keep the chunks of work done where somewhat symmetric
 989                  * with the work writeback does. This is a completely arbitrary
 990                  * number pulled out of thin air as a best guess for initial
 991                  * testing.
 992                  *
 993                  * Note that the values needs to be less than 32-bits wide until
 994                  * the lower level functions are updated.
 995                  */
 996                 length = min_t(loff_t, length, 1024 * PAGE_SIZE);
 997                 /*
 998                  * xfs_iomap_write_direct() expects the shared lock. It
 999                  * is unlocked on return.
1000                  */
1001                 if (lockmode == XFS_ILOCK_EXCL)
1002                         xfs_ilock_demote(ip, lockmode);
1003                 error = xfs_iomap_write_direct(ip, offset, length, &imap,
1004                                 nimaps);
1005                 if (error)
1006                         return error;
1007
1008                 iomap->flags = IOMAP_F_NEW;
1009                 trace_xfs_iomap_alloc(ip, offset, length, 0, &imap);
1010         } else {
1011                 ASSERT(nimaps);
1012
1013                 xfs_iunlock(ip, lockmode);
1014                 trace_xfs_iomap_found(ip, offset, length, 0, &imap);
1015         }
1016
1017         xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1018         return 0;
1019 }
1020
1021 static int
1022 xfs_file_iomap_end_delalloc(
1023         struct xfs_inode        *ip,
1024         loff_t                  offset,
1025         loff_t                  length,
1026         ssize_t                 written)
1027 {
1028         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1029         xfs_fileoff_t           start_fsb;
1030         xfs_fileoff_t           end_fsb;
1031         int                     error = 0;
1032
1033         start_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + written);
1034         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1035
1036         /*
1037          * Trim back delalloc blocks if we didn't manage to write the whole
1038          * range reserved.
1039          *
1040          * We don't need to care about racing delalloc as we hold i_mutex
1041          * across the reserve/allocate/unreserve calls. If there are delalloc
1042          * blocks in the range, they are ours.
1043          */
1044         if (start_fsb < end_fsb) {
1045                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1046                 error = xfs_bmap_punch_delalloc_range(ip, start_fsb,
1047                                                end_fsb - start_fsb);
1048                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1049
1050                 if (error && !XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp)) {
1051                         xfs_alert(mp, "%s: unable to clean up ino %lld",
1052                                 __func__, ip->i_ino);
1053                         return error;
1054                 }
1055         }
1056
1057         return 0;
1058 }
1059
1060 static int
1061 xfs_file_iomap_end(
1062         struct inode            *inode,
1063         loff_t                  offset,
1064         loff_t                  length,
1065         ssize_t                 written,
1066         unsigned                flags,
1067         struct iomap            *iomap)
1068 {
1069         if ((flags & IOMAP_WRITE) && iomap->type == IOMAP_DELALLOC)
1070                 return xfs_file_iomap_end_delalloc(XFS_I(inode), offset,
1071                                 length, written);
1072         return 0;
1073 }
1074
1075 struct iomap_ops xfs_iomap_ops = {
1076         .iomap_begin            = xfs_file_iomap_begin,
1077         .iomap_end              = xfs_file_iomap_end,
1078 };
1079
1080 static int
1081 xfs_xattr_iomap_begin(
1082         struct inode            *inode,
1083         loff_t                  offset,
1084         loff_t                  length,
1085         unsigned                flags,
1086         struct iomap            *iomap)
1087 {
1088         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1089         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1090         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1091         xfs_fileoff_t           end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1092         struct xfs_bmbt_irec    imap;
1093         int                     nimaps = 1, error = 0;
1094         unsigned                lockmode;
1095
1096         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1097                 return -EIO;
1098
1099         lockmode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1100
1101         /* if there are no attribute fork or extents, return ENOENT */
1102         if (XFS_IFORK_Q(ip) || !ip->i_d.di_anextents) {
1103                 error = -ENOENT;
1104                 goto out_unlock;
1105         }
1106
1107         ASSERT(ip->i_d.di_aformat != XFS_DINODE_FMT_LOCAL);
1108         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb, &imap,
1109                                &nimaps, XFS_BMAPI_ENTIRE | XFS_BMAPI_ATTRFORK);
1110 out_unlock:
1111         xfs_iunlock(ip, lockmode);
1112
1113         if (!error) {
1114                 ASSERT(nimaps);
1115                 xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1116         }
1117
1118         return error;
1119 }
1120
1121 struct iomap_ops xfs_xattr_iomap_ops = {
1122         .iomap_begin            = xfs_xattr_iomap_begin,
1123 };