fs/xfs/xfs_iomap.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2000-2006 Silicon Graphics, Inc.
   3  * Copyright (c) 2016 Christoph Hellwig.
   4  * All Rights Reserved.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   8  * published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
  17  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  18  */
  19 #include <linux/iomap.h>
  20 #include "xfs.h"
  21 #include "xfs_fs.h"
  22 #include "xfs_shared.h"
  23 #include "xfs_format.h"
  24 #include "xfs_log_format.h"
  25 #include "xfs_trans_resv.h"
  26 #include "xfs_mount.h"
  27 #include "xfs_defer.h"
  28 #include "xfs_inode.h"
  29 #include "xfs_btree.h"
  30 #include "xfs_bmap_btree.h"
  31 #include "xfs_bmap.h"
  32 #include "xfs_bmap_util.h"
  33 #include "xfs_error.h"
  34 #include "xfs_trans.h"
  35 #include "xfs_trans_space.h"
  36 #include "xfs_iomap.h"
  37 #include "xfs_trace.h"
  38 #include "xfs_icache.h"
  39 #include "xfs_quota.h"
  40 #include "xfs_dquot_item.h"
  41 #include "xfs_dquot.h"
  42 #include "xfs_reflink.h"
  43
  44
  45 #define XFS_WRITEIO_ALIGN(mp,off)       (((off) >> mp->m_writeio_log) \
  46                                                 << mp->m_writeio_log)
  47
  48 void
  49 xfs_bmbt_to_iomap(
  50         struct xfs_inode        *ip,
  51         struct iomap            *iomap,
  52         struct xfs_bmbt_irec    *imap)
  53 {
  54         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
  55
  56         if (imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK) {
  57                 iomap->blkno = IOMAP_NULL_BLOCK;
  58                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
  59         } else if (imap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK) {
  60                 iomap->blkno = IOMAP_NULL_BLOCK;
  61                 iomap->type = IOMAP_DELALLOC;
  62         } else {
  63                 iomap->blkno = xfs_fsb_to_db(ip, imap->br_startblock);
  64                 if (imap->br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN)
  65                         iomap->type = IOMAP_UNWRITTEN;
  66                 else
  67                         iomap->type = IOMAP_MAPPED;
  68         }
  69         iomap->offset = XFS_FSB_TO_B(mp, imap->br_startoff);
  70         iomap->length = XFS_FSB_TO_B(mp, imap->br_blockcount);
  71         iomap->bdev = xfs_find_bdev_for_inode(VFS_I(ip));
  72 }
  73
  74 xfs_extlen_t
  75 xfs_eof_alignment(
  76         struct xfs_inode        *ip,
  77         xfs_extlen_t            extsize)
  78 {
  79         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
  80         xfs_extlen_t            align = 0;
  81
  82         if (!XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)) {
  83                 /*
  84                  * Round up the allocation request to a stripe unit
  85                  * (m_dalign) boundary if the file size is >= stripe unit
  86                  * size, and we are allocating past the allocation eof.
  87                  *
  88                  * If mounted with the "-o swalloc" option the alignment is
  89                  * increased from the strip unit size to the stripe width.
  90                  */
  91                 if (mp->m_swidth && (mp->m_flags & XFS_MOUNT_SWALLOC))
  92                         align = mp->m_swidth;
  93                 else if (mp->m_dalign)
  94                         align = mp->m_dalign;
  95
  96                 if (align && XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, align))
  97                         align = 0;
  98         }
  99
 100         /*
 101          * Always round up the allocation request to an extent boundary
 102          * (when file on a real-time subvolume or has di_extsize hint).
 103          */
 104         if (extsize) {
 105                 if (align)
 106                         align = roundup_64(align, extsize);
 107                 else
 108                         align = extsize;
 109         }
 110
 111         return align;
 112 }
 113
 114 STATIC int
 115 xfs_iomap_eof_align_last_fsb(
 116         struct xfs_inode        *ip,
 117         xfs_extlen_t            extsize,
 118         xfs_fileoff_t           *last_fsb)
 119 {
 120         xfs_extlen_t            align = xfs_eof_alignment(ip, extsize);
 121
 122         if (align) {
 123                 xfs_fileoff_t   new_last_fsb = roundup_64(*last_fsb, align);
 124                 int             eof, error;
 125
 126                 error = xfs_bmap_eof(ip, new_last_fsb, XFS_DATA_FORK, &eof);
 127                 if (error)
 128                         return error;
 129                 if (eof)
 130                         *last_fsb = new_last_fsb;
 131         }
 132         return 0;
 133 }
 134
 135 STATIC int
 136 xfs_alert_fsblock_zero(
 137         xfs_inode_t     *ip,
 138         xfs_bmbt_irec_t *imap)
 139 {
 140         xfs_alert_tag(ip->i_mount, XFS_PTAG_FSBLOCK_ZERO,
 141                         "Access to block zero in inode %llu "
 142                         "start_block: %llx start_off: %llx "
 143                         "blkcnt: %llx extent-state: %x",
 144                 (unsigned long long)ip->i_ino,
 145                 (unsigned long long)imap->br_startblock,
 146                 (unsigned long long)imap->br_startoff,
 147                 (unsigned long long)imap->br_blockcount,
 148                 imap->br_state);
 149         return -EFSCORRUPTED;
 150 }
 151
 152 int
 153 xfs_iomap_write_direct(
 154         xfs_inode_t     *ip,
 155         xfs_off_t       offset,
 156         size_t          count,
 157         xfs_bmbt_irec_t *imap,
 158         int             nmaps)
 159 {
 160         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 161         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
 162         xfs_fileoff_t   last_fsb;
 163         xfs_filblks_t   count_fsb, resaligned;
 164         xfs_fsblock_t   firstfsb;
 165         xfs_extlen_t    extsz, temp;
 166         int             nimaps;
 167         int             quota_flag;
 168         int             rt;
 169         xfs_trans_t     *tp;
 170         struct xfs_defer_ops dfops;
 171         uint            qblocks, resblks, resrtextents;
 172         int             error;
 173         int             lockmode;
 174         int             bmapi_flags = XFS_BMAPI_PREALLOC;
 175         uint            tflags = 0;
 176
 177         rt = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip);
 178         extsz = xfs_get_extsz_hint(ip);
 179         lockmode = XFS_ILOCK_SHARED;    /* locked by caller */
 180
 181         ASSERT(xfs_isilocked(ip, lockmode));
 182
 183         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 184         last_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, ((xfs_ufsize_t)(offset + count)));
 185         if ((offset + count) > XFS_ISIZE(ip)) {
 186                 /*
 187                  * Assert that the in-core extent list is present since this can
 188                  * call xfs_iread_extents() and we only have the ilock shared.
 189                  * This should be safe because the lock was held around a bmapi
 190                  * call in the caller and we only need it to access the in-core
 191                  * list.
 192                  */
 193                 ASSERT(XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK)->if_flags &
 194                                                                 XFS_IFEXTENTS);
 195                 error = xfs_iomap_eof_align_last_fsb(ip, extsz, &last_fsb);
 196                 if (error)
 197                         goto out_unlock;
 198         } else {
 199                 if (nmaps && (imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK))
 200                         last_fsb = MIN(last_fsb, (xfs_fileoff_t)
 201                                         imap->br_blockcount +
 202                                         imap->br_startoff);
 203         }
 204         count_fsb = last_fsb - offset_fsb;
 205         ASSERT(count_fsb > 0);
 206
 207         resaligned = count_fsb;
 208         if (unlikely(extsz)) {
 209                 if ((temp = do_mod(offset_fsb, extsz)))
 210                         resaligned += temp;
 211                 if ((temp = do_mod(resaligned, extsz)))
 212                         resaligned += extsz - temp;
 213         }
 214
 215         if (unlikely(rt)) {
 216                 resrtextents = qblocks = resaligned;
 217                 resrtextents /= mp->m_sb.sb_rextsize;
 218                 resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0);
 219                 quota_flag = XFS_QMOPT_RES_RTBLKS;
 220         } else {
 221                 resrtextents = 0;
 222                 resblks = qblocks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, resaligned);
 223                 quota_flag = XFS_QMOPT_RES_REGBLKS;
 224         }
 225
 226         /*
 227          * Drop the shared lock acquired by the caller, attach the dquot if
 228          * necessary and move on to transaction setup.
 229          */
 230         xfs_iunlock(ip, lockmode);
 231         error = xfs_qm_dqattach(ip, 0);
 232         if (error)
 233                 return error;
 234
 235         /*
 236          * For DAX, we do not allocate unwritten extents, but instead we zero
 237          * the block before we commit the transaction.  Ideally we'd like to do
 238          * this outside the transaction context, but if we commit and then crash
 239          * we may not have zeroed the blocks and this will be exposed on
 240          * recovery of the allocation. Hence we must zero before commit.
 241          *
 242          * Further, if we are mapping unwritten extents here, we need to zero
 243          * and convert them to written so that we don't need an unwritten extent
 244          * callback for DAX. This also means that we need to be able to dip into
 245          * the reserve block pool for bmbt block allocation if there is no space
 246          * left but we need to do unwritten extent conversion.
 247          */
 248         if (IS_DAX(VFS_I(ip))) {
 249                 bmapi_flags = XFS_BMAPI_CONVERT | XFS_BMAPI_ZERO;
 250                 if (ISUNWRITTEN(imap)) {
 251                         tflags |= XFS_TRANS_RESERVE;
 252                         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
 253                 }
 254         }
 255         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, resrtextents,
 256                         tflags, &tp);
 257         if (error)
 258                 return error;
 259
 260         lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
 261         xfs_ilock(ip, lockmode);
 262
 263         error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(tp, ip, qblocks, 0, quota_flag);
 264         if (error)
 265                 goto out_trans_cancel;
 266
 267         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 268
 269         /*
 270          * From this point onwards we overwrite the imap pointer that the
 271          * caller gave to us.
 272          */
 273         xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
 274         nimaps = 1;
 275         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
 276                                 bmapi_flags, &firstfsb, resblks, imap,
 277                                 &nimaps, &dfops);
 278         if (error)
 279                 goto out_bmap_cancel;
 280
 281         /*
 282          * Complete the transaction
 283          */
 284         error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, NULL);
 285         if (error)
 286                 goto out_bmap_cancel;
 287
 288         error = xfs_trans_commit(tp);
 289         if (error)
 290                 goto out_unlock;
 291
 292         /*
 293          * Copy any maps to caller's array and return any error.
 294          */
 295         if (nimaps == 0) {
 296                 error = -ENOSPC;
 297                 goto out_unlock;
 298         }
 299
 300         if (!(imap->br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
 301                 error = xfs_alert_fsblock_zero(ip, imap);
 302
 303 out_unlock:
 304         xfs_iunlock(ip, lockmode);
 305         return error;
 306
 307 out_bmap_cancel:
 308         xfs_defer_cancel(&dfops);
 309         xfs_trans_unreserve_quota_nblks(tp, ip, (long)qblocks, 0, quota_flag);
 310 out_trans_cancel:
 311         xfs_trans_cancel(tp);
 312         goto out_unlock;
 313 }
 314
 315 STATIC bool
 316 xfs_quota_need_throttle(
 317         struct xfs_inode *ip,
 318         int type,
 319         xfs_fsblock_t alloc_blocks)
 320 {
 321         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
 322
 323         if (!dq || !xfs_this_quota_on(ip->i_mount, type))
 324                 return false;
 325
 326         /* no hi watermark, no throttle */
 327         if (!dq->q_prealloc_hi_wmark)
 328                 return false;
 329
 330         /* under the lo watermark, no throttle */
 331         if (dq->q_res_bcount + alloc_blocks < dq->q_prealloc_lo_wmark)
 332                 return false;
 333
 334         return true;
 335 }
 336
 337 STATIC void
 338 xfs_quota_calc_throttle(
 339         struct xfs_inode *ip,
 340         int type,
 341         xfs_fsblock_t *qblocks,
 342         int *qshift,
 343         int64_t *qfreesp)
 344 {
 345         int64_t freesp;
 346         int shift = 0;
 347         struct xfs_dquot *dq = xfs_inode_dquot(ip, type);
 348
 349         /* no dq, or over hi wmark, squash the prealloc completely */
 350         if (!dq || dq->q_res_bcount >= dq->q_prealloc_hi_wmark) {
 351                 *qblocks = 0;
 352                 *qfreesp = 0;
 353                 return;
 354         }
 355
 356         freesp = dq->q_prealloc_hi_wmark - dq->q_res_bcount;
 357         if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_5_PCNT]) {
 358                 shift = 2;
 359                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_3_PCNT])
 360                         shift += 2;
 361                 if (freesp < dq->q_low_space[XFS_QLOWSP_1_PCNT])
 362                         shift += 2;
 363         }
 364
 365         if (freesp < *qfreesp)
 366                 *qfreesp = freesp;
 367
 368         /* only overwrite the throttle values if we are more aggressive */
 369         if ((freesp >> shift) < (*qblocks >> *qshift)) {
 370                 *qblocks = freesp;
 371                 *qshift = shift;
 372         }
 373 }
 374
 375 /*
 376  * If we are doing a write at the end of the file and there are no allocations
 377  * past this one, then extend the allocation out to the file system's write
 378  * iosize.
 379  *
 380  * If we don't have a user specified preallocation size, dynamically increase
 381  * the preallocation size as the size of the file grows.  Cap the maximum size
 382  * at a single extent or less if the filesystem is near full. The closer the
 383  * filesystem is to full, the smaller the maximum prealocation.
 384  *
 385  * As an exception we don't do any preallocation at all if the file is smaller
 386  * than the minimum preallocation and we are using the default dynamic
 387  * preallocation scheme, as it is likely this is the only write to the file that
 388  * is going to be done.
 389  *
 390  * We clean up any extra space left over when the file is closed in
 391  * xfs_inactive().
 392  */
 393 STATIC xfs_fsblock_t
 394 xfs_iomap_prealloc_size(
 395         struct xfs_inode        *ip,
 396         loff_t                  offset,
 397         loff_t                  count,
 398         xfs_extnum_t            idx)
 399 {
 400         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 401         struct xfs_ifork        *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK);
 402         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 403         struct xfs_bmbt_irec    prev;
 404         int                     shift = 0;
 405         int64_t                 freesp;
 406         xfs_fsblock_t           qblocks;
 407         int                     qshift = 0;
 408         xfs_fsblock_t           alloc_blocks = 0;
 409
 410         if (offset + count <= XFS_ISIZE(ip))
 411                 return 0;
 412
 413         if (!(mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE) &&
 414             (XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_writeio_blocks)))
 415                 return 0;
 416
 417         /*
 418          * If an explicit allocsize is set, the file is small, or we
 419          * are writing behind a hole, then use the minimum prealloc:
 420          */
 421         if ((mp->m_flags & XFS_MOUNT_DFLT_IOSIZE) ||
 422             XFS_ISIZE(ip) < XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_dalign) ||
 423             !xfs_iext_get_extent(ifp, idx - 1, &prev) ||
 424             prev.br_startoff + prev.br_blockcount < offset_fsb)
 425                 return mp->m_writeio_blocks;
 426
 427         /*
 428          * Determine the initial size of the preallocation. We are beyond the
 429          * current EOF here, but we need to take into account whether this is
 430          * a sparse write or an extending write when determining the
 431          * preallocation size.  Hence we need to look up the extent that ends
 432          * at the current write offset and use the result to determine the
 433          * preallocation size.
 434          *
 435          * If the extent is a hole, then preallocation is essentially disabled.
 436          * Otherwise we take the size of the preceding data extent as the basis
 437          * for the preallocation size. If the size of the extent is greater than
 438          * half the maximum extent length, then use the current offset as the
 439          * basis. This ensures that for large files the preallocation size
 440          * always extends to MAXEXTLEN rather than falling short due to things
 441          * like stripe unit/width alignment of real extents.
 442          */
 443         if (prev.br_blockcount <= (MAXEXTLEN >> 1))
 444                 alloc_blocks = prev.br_blockcount << 1;
 445         else
 446                 alloc_blocks = XFS_B_TO_FSB(mp, offset);
 447         if (!alloc_blocks)
 448                 goto check_writeio;
 449         qblocks = alloc_blocks;
 450
 451         /*
 452          * MAXEXTLEN is not a power of two value but we round the prealloc down
 453          * to the nearest power of two value after throttling. To prevent the
 454          * round down from unconditionally reducing the maximum supported prealloc
 455          * size, we round up first, apply appropriate throttling, round down and
 456          * cap the value to MAXEXTLEN.
 457          */
 458         alloc_blocks = XFS_FILEOFF_MIN(roundup_pow_of_two(MAXEXTLEN),
 459                                        alloc_blocks);
 460
 461         freesp = percpu_counter_read_positive(&mp->m_fdblocks);
 462         if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_5_PCNT]) {
 463                 shift = 2;
 464                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_4_PCNT])
 465                         shift++;
 466                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_3_PCNT])
 467                         shift++;
 468                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_2_PCNT])
 469                         shift++;
 470                 if (freesp < mp->m_low_space[XFS_LOWSP_1_PCNT])
 471                         shift++;
 472         }
 473
 474         /*
 475          * Check each quota to cap the prealloc size, provide a shift value to
 476          * throttle with and adjust amount of available space.
 477          */
 478         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_USER, alloc_blocks))
 479                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_USER, &qblocks, &qshift,
 480                                         &freesp);
 481         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, alloc_blocks))
 482                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_GROUP, &qblocks, &qshift,
 483                                         &freesp);
 484         if (xfs_quota_need_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, alloc_blocks))
 485                 xfs_quota_calc_throttle(ip, XFS_DQ_PROJ, &qblocks, &qshift,
 486                                         &freesp);
 487
 488         /*
 489          * The final prealloc size is set to the minimum of free space available
 490          * in each of the quotas and the overall filesystem.
 491          *
 492          * The shift throttle value is set to the maximum value as determined by
 493          * the global low free space values and per-quota low free space values.
 494          */
 495         alloc_blocks = MIN(alloc_blocks, qblocks);
 496         shift = MAX(shift, qshift);
 497
 498         if (shift)
 499                 alloc_blocks >>= shift;
 500         /*
 501          * rounddown_pow_of_two() returns an undefined result if we pass in
 502          * alloc_blocks = 0.
 503          */
 504         if (alloc_blocks)
 505                 alloc_blocks = rounddown_pow_of_two(alloc_blocks);
 506         if (alloc_blocks > MAXEXTLEN)
 507                 alloc_blocks = MAXEXTLEN;
 508
 509         /*
 510          * If we are still trying to allocate more space than is
 511          * available, squash the prealloc hard. This can happen if we
 512          * have a large file on a small filesystem and the above
 513          * lowspace thresholds are smaller than MAXEXTLEN.
 514          */
 515         while (alloc_blocks && alloc_blocks >= freesp)
 516                 alloc_blocks >>= 4;
 517 check_writeio:
 518         if (alloc_blocks < mp->m_writeio_blocks)
 519                 alloc_blocks = mp->m_writeio_blocks;
 520         trace_xfs_iomap_prealloc_size(ip, alloc_blocks, shift,
 521                                       mp->m_writeio_blocks);
 522         return alloc_blocks;
 523 }
 524
 525 static int
 526 xfs_file_iomap_begin_delay(
 527         struct inode            *inode,
 528         loff_t                  offset,
 529         loff_t                  count,
 530         unsigned                flags,
 531         struct iomap            *iomap)
 532 {
 533         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 534         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 535         struct xfs_ifork        *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK);
 536         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 537         xfs_fileoff_t           maxbytes_fsb =
 538                 XFS_B_TO_FSB(mp, mp->m_super->s_maxbytes);
 539         xfs_fileoff_t           end_fsb;
 540         int                     error = 0, eof = 0;
 541         struct xfs_bmbt_irec    got;
 542         xfs_extnum_t            idx;
 543         xfs_fsblock_t           prealloc_blocks = 0;
 544
 545         ASSERT(!XFS_IS_REALTIME_INODE(ip));
 546         ASSERT(!xfs_get_extsz_hint(ip));
 547
 548         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 549
 550         if (unlikely(XFS_TEST_ERROR(
 551             (XFS_IFORK_FORMAT(ip, XFS_DATA_FORK) != XFS_DINODE_FMT_EXTENTS &&
 552              XFS_IFORK_FORMAT(ip, XFS_DATA_FORK) != XFS_DINODE_FMT_BTREE),
 553              mp, XFS_ERRTAG_BMAPIFORMAT, XFS_RANDOM_BMAPIFORMAT))) {
 554                 XFS_ERROR_REPORT(__func__, XFS_ERRLEVEL_LOW, mp);
 555                 error = -EFSCORRUPTED;
 556                 goto out_unlock;
 557         }
 558
 559         XFS_STATS_INC(mp, xs_blk_mapw);
 560
 561         if (!(ifp->if_flags & XFS_IFEXTENTS)) {
 562                 error = xfs_iread_extents(NULL, ip, XFS_DATA_FORK);
 563                 if (error)
 564                         goto out_unlock;
 565         }
 566
 567         eof = !xfs_iext_lookup_extent(ip, ifp, offset_fsb, &idx, &got);
 568         if (!eof && got.br_startoff <= offset_fsb) {
 569                 if (xfs_is_reflink_inode(ip)) {
 570                         bool            shared;
 571
 572                         end_fsb = min(XFS_B_TO_FSB(mp, offset + count),
 573                                         maxbytes_fsb);
 574                         xfs_trim_extent(&got, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb);
 575                         error = xfs_reflink_reserve_cow(ip, &got, &shared);
 576                         if (error)
 577                                 goto out_unlock;
 578                 }
 579
 580                 trace_xfs_iomap_found(ip, offset, count, 0, &got);
 581                 goto done;
 582         }
 583
 584         error = xfs_qm_dqattach_locked(ip, 0);
 585         if (error)
 586                 goto out_unlock;
 587
 588         /*
 589          * We cap the maximum length we map here to MAX_WRITEBACK_PAGES pages
 590          * to keep the chunks of work done where somewhat symmetric with the
 591          * work writeback does. This is a completely arbitrary number pulled
 592          * out of thin air as a best guess for initial testing.
 593          *
 594          * Note that the values needs to be less than 32-bits wide until
 595          * the lower level functions are updated.
 596          */
 597         count = min_t(loff_t, count, 1024 * PAGE_SIZE);
 598         end_fsb = min(XFS_B_TO_FSB(mp, offset + count), maxbytes_fsb);
 599
 600         if (eof) {
 601                 prealloc_blocks = xfs_iomap_prealloc_size(ip, offset, count, idx);
 602                 if (prealloc_blocks) {
 603                         xfs_extlen_t    align;
 604                         xfs_off_t       end_offset;
 605                         xfs_fileoff_t   p_end_fsb;
 606
 607                         end_offset = XFS_WRITEIO_ALIGN(mp, offset + count - 1);
 608                         p_end_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, end_offset) +
 609                                         prealloc_blocks;
 610
 611                         align = xfs_eof_alignment(ip, 0);
 612                         if (align)
 613                                 p_end_fsb = roundup_64(p_end_fsb, align);
 614
 615                         p_end_fsb = min(p_end_fsb, maxbytes_fsb);
 616                         ASSERT(p_end_fsb > offset_fsb);
 617                         prealloc_blocks = p_end_fsb - end_fsb;
 618                 }
 619         }
 620
 621 retry:
 622         error = xfs_bmapi_reserve_delalloc(ip, XFS_DATA_FORK, offset_fsb,
 623                         end_fsb - offset_fsb, prealloc_blocks, &got, &idx, eof);
 624         switch (error) {
 625         case 0:
 626                 break;
 627         case -ENOSPC:
 628         case -EDQUOT:
 629                 /* retry without any preallocation */
 630                 trace_xfs_delalloc_enospc(ip, offset, count);
 631                 if (prealloc_blocks) {
 632                         prealloc_blocks = 0;
 633                         goto retry;
 634                 }
 635                 /*FALLTHRU*/
 636         default:
 637                 goto out_unlock;
 638         }
 639
 640         /*
 641          * Flag newly allocated delalloc blocks with IOMAP_F_NEW so we punch
 642          * them out if the write happens to fail.
 643          */
 644         iomap->flags = IOMAP_F_NEW;
 645         trace_xfs_iomap_alloc(ip, offset, count, 0, &got);
 646 done:
 647         if (isnullstartblock(got.br_startblock))
 648                 got.br_startblock = DELAYSTARTBLOCK;
 649
 650         if (!got.br_startblock) {
 651                 error = xfs_alert_fsblock_zero(ip, &got);
 652                 if (error)
 653                         goto out_unlock;
 654         }
 655
 656         xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &got);
 657
 658 out_unlock:
 659         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 660         return error;
 661 }
 662
 663 /*
 664  * Pass in a delayed allocate extent, convert it to real extents;
 665  * return to the caller the extent we create which maps on top of
 666  * the originating callers request.
 667  *
 668  * Called without a lock on the inode.
 669  *
 670  * We no longer bother to look at the incoming map - all we have to
 671  * guarantee is that whatever we allocate fills the required range.
 672  */
 673 int
 674 xfs_iomap_write_allocate(
 675         xfs_inode_t     *ip,
 676         int             whichfork,
 677         xfs_off_t       offset,
 678         xfs_bmbt_irec_t *imap)
 679 {
 680         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 681         xfs_fileoff_t   offset_fsb, last_block;
 682         xfs_fileoff_t   end_fsb, map_start_fsb;
 683         xfs_fsblock_t   first_block;
 684         struct xfs_defer_ops    dfops;
 685         xfs_filblks_t   count_fsb;
 686         xfs_trans_t     *tp;
 687         int             nimaps;
 688         int             error = 0;
 689         int             flags = XFS_BMAPI_DELALLOC;
 690         int             nres;
 691
 692         if (whichfork == XFS_COW_FORK)
 693                 flags |= XFS_BMAPI_COWFORK | XFS_BMAPI_PREALLOC;
 694
 695         /*
 696          * Make sure that the dquots are there.
 697          */
 698         error = xfs_qm_dqattach(ip, 0);
 699         if (error)
 700                 return error;
 701
 702         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 703         count_fsb = imap->br_blockcount;
 704         map_start_fsb = imap->br_startoff;
 705
 706         XFS_STATS_ADD(mp, xs_xstrat_bytes, XFS_FSB_TO_B(mp, count_fsb));
 707
 708         while (count_fsb != 0) {
 709                 /*
 710                  * Set up a transaction with which to allocate the
 711                  * backing store for the file.  Do allocations in a
 712                  * loop until we get some space in the range we are
 713                  * interested in.  The other space that might be allocated
 714                  * is in the delayed allocation extent on which we sit
 715                  * but before our buffer starts.
 716                  */
 717                 nimaps = 0;
 718                 while (nimaps == 0) {
 719                         nres = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(mp, XFS_DATA_FORK);
 720                         /*
 721                          * We have already reserved space for the extent and any
 722                          * indirect blocks when creating the delalloc extent,
 723                          * there is no need to reserve space in this transaction
 724                          * again.
 725                          */
 726                         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, 0,
 727                                         0, XFS_TRANS_RESERVE, &tp);
 728                         if (error)
 729                                 return error;
 730
 731                         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 732                         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 733
 734                         xfs_defer_init(&dfops, &first_block);
 735
 736                         /*
 737                          * it is possible that the extents have changed since
 738                          * we did the read call as we dropped the ilock for a
 739                          * while. We have to be careful about truncates or hole
 740                          * punchs here - we are not allowed to allocate
 741                          * non-delalloc blocks here.
 742                          *
 743                          * The only protection against truncation is the pages
 744                          * for the range we are being asked to convert are
 745                          * locked and hence a truncate will block on them
 746                          * first.
 747                          *
 748                          * As a result, if we go beyond the range we really
 749                          * need and hit an delalloc extent boundary followed by
 750                          * a hole while we have excess blocks in the map, we
 751                          * will fill the hole incorrectly and overrun the
 752                          * transaction reservation.
 753                          *
 754                          * Using a single map prevents this as we are forced to
 755                          * check each map we look for overlap with the desired
 756                          * range and abort as soon as we find it. Also, given
 757                          * that we only return a single map, having one beyond
 758                          * what we can return is probably a bit silly.
 759                          *
 760                          * We also need to check that we don't go beyond EOF;
 761                          * this is a truncate optimisation as a truncate sets
 762                          * the new file size before block on the pages we
 763                          * currently have locked under writeback. Because they
 764                          * are about to be tossed, we don't need to write them
 765                          * back....
 766                          */
 767                         nimaps = 1;
 768                         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, XFS_ISIZE(ip));
 769                         error = xfs_bmap_last_offset(ip, &last_block,
 770                                                         XFS_DATA_FORK);
 771                         if (error)
 772                                 goto trans_cancel;
 773
 774                         last_block = XFS_FILEOFF_MAX(last_block, end_fsb);
 775                         if ((map_start_fsb + count_fsb) > last_block) {
 776                                 count_fsb = last_block - map_start_fsb;
 777                                 if (count_fsb == 0) {
 778                                         error = -EAGAIN;
 779                                         goto trans_cancel;
 780                                 }
 781                         }
 782
 783                         /*
 784                          * From this point onwards we overwrite the imap
 785                          * pointer that the caller gave to us.
 786                          */
 787                         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, map_start_fsb,
 788                                                 count_fsb, flags, &first_block,
 789                                                 nres, imap, &nimaps,
 790                                                 &dfops);
 791                         if (error)
 792                                 goto trans_cancel;
 793
 794                         error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, NULL);
 795                         if (error)
 796                                 goto trans_cancel;
 797
 798                         error = xfs_trans_commit(tp);
 799                         if (error)
 800                                 goto error0;
 801
 802                         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 803                 }
 804
 805                 /*
 806                  * See if we were able to allocate an extent that
 807                  * covers at least part of the callers request
 808                  */
 809                 if (!(imap->br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
 810                         return xfs_alert_fsblock_zero(ip, imap);
 811
 812                 if ((offset_fsb >= imap->br_startoff) &&
 813                     (offset_fsb < (imap->br_startoff +
 814                                    imap->br_blockcount))) {
 815                         XFS_STATS_INC(mp, xs_xstrat_quick);
 816                         return 0;
 817                 }
 818
 819                 /*
 820                  * So far we have not mapped the requested part of the
 821                  * file, just surrounding data, try again.
 822                  */
 823                 count_fsb -= imap->br_blockcount;
 824                 map_start_fsb = imap->br_startoff + imap->br_blockcount;
 825         }
 826
 827 trans_cancel:
 828         xfs_defer_cancel(&dfops);
 829         xfs_trans_cancel(tp);
 830 error0:
 831         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 832         return error;
 833 }
 834
 835 int
 836 xfs_iomap_write_unwritten(
 837         xfs_inode_t     *ip,
 838         xfs_off_t       offset,
 839         xfs_off_t       count,
 840         bool            update_isize)
 841 {
 842         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 843         xfs_fileoff_t   offset_fsb;
 844         xfs_filblks_t   count_fsb;
 845         xfs_filblks_t   numblks_fsb;
 846         xfs_fsblock_t   firstfsb;
 847         int             nimaps;
 848         xfs_trans_t     *tp;
 849         xfs_bmbt_irec_t imap;
 850         struct xfs_defer_ops dfops;
 851         struct inode    *inode = VFS_I(ip);
 852         xfs_fsize_t     i_size;
 853         uint            resblks;
 854         int             error;
 855
 856         trace_xfs_unwritten_convert(ip, offset, count);
 857
 858         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 859         count_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, (xfs_ufsize_t)offset + count);
 860         count_fsb = (xfs_filblks_t)(count_fsb - offset_fsb);
 861
 862         /*
 863          * Reserve enough blocks in this transaction for two complete extent
 864          * btree splits.  We may be converting the middle part of an unwritten
 865          * extent and in this case we will insert two new extents in the btree
 866          * each of which could cause a full split.
 867          *
 868          * This reservation amount will be used in the first call to
 869          * xfs_bmbt_split() to select an AG with enough space to satisfy the
 870          * rest of the operation.
 871          */
 872         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, 0) << 1;
 873
 874         do {
 875                 /*
 876                  * Set up a transaction to convert the range of extents
 877                  * from unwritten to real. Do allocations in a loop until
 878                  * we have covered the range passed in.
 879                  *
 880                  * Note that we can't risk to recursing back into the filesystem
 881                  * here as we might be asked to write out the same inode that we
 882                  * complete here and might deadlock on the iolock.
 883                  */
 884                 error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0,
 885                                 XFS_TRANS_RESERVE | XFS_TRANS_NOFS, &tp);
 886                 if (error)
 887                         return error;
 888
 889                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 890                 xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 891
 892                 /*
 893                  * Modify the unwritten extent state of the buffer.
 894                  */
 895                 xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
 896                 nimaps = 1;
 897                 error = xfs_bmapi_write(tp, ip, offset_fsb, count_fsb,
 898                                         XFS_BMAPI_CONVERT, &firstfsb, resblks,
 899                                         &imap, &nimaps, &dfops);
 900                 if (error)
 901                         goto error_on_bmapi_transaction;
 902
 903                 /*
 904                  * Log the updated inode size as we go.  We have to be careful
 905                  * to only log it up to the actual write offset if it is
 906                  * halfway into a block.
 907                  */
 908                 i_size = XFS_FSB_TO_B(mp, offset_fsb + count_fsb);
 909                 if (i_size > offset + count)
 910                         i_size = offset + count;
 911                 if (update_isize && i_size > i_size_read(inode))
 912                         i_size_write(inode, i_size);
 913                 i_size = xfs_new_eof(ip, i_size);
 914                 if (i_size) {
 915                         ip->i_d.di_size = i_size;
 916                         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
 917                 }
 918
 919                 error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, NULL);
 920                 if (error)
 921                         goto error_on_bmapi_transaction;
 922
 923                 error = xfs_trans_commit(tp);
 924                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 925                 if (error)
 926                         return error;
 927
 928                 if (!(imap.br_startblock || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)))
 929                         return xfs_alert_fsblock_zero(ip, &imap);
 930
 931                 if ((numblks_fsb = imap.br_blockcount) == 0) {
 932                         /*
 933                          * The numblks_fsb value should always get
 934                          * smaller, otherwise the loop is stuck.
 935                          */
 936                         ASSERT(imap.br_blockcount);
 937                         break;
 938                 }
 939                 offset_fsb += numblks_fsb;
 940                 count_fsb -= numblks_fsb;
 941         } while (count_fsb > 0);
 942
 943         return 0;
 944
 945 error_on_bmapi_transaction:
 946         xfs_defer_cancel(&dfops);
 947         xfs_trans_cancel(tp);
 948         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 949         return error;
 950 }
 951
 952 static inline bool imap_needs_alloc(struct inode *inode,
 953                 struct xfs_bmbt_irec *imap, int nimaps)
 954 {
 955         return !nimaps ||
 956                 imap->br_startblock == HOLESTARTBLOCK ||
 957                 imap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK ||
 958                 (IS_DAX(inode) && ISUNWRITTEN(imap));
 959 }
 960
 961 static int
 962 xfs_file_iomap_begin(
 963         struct inode            *inode,
 964         loff_t                  offset,
 965         loff_t                  length,
 966         unsigned                flags,
 967         struct iomap            *iomap)
 968 {
 969         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 970         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 971         struct xfs_bmbt_irec    imap;
 972         xfs_fileoff_t           offset_fsb, end_fsb;
 973         int                     nimaps = 1, error = 0;
 974         bool                    shared = false, trimmed = false;
 975         unsigned                lockmode;
 976
 977         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 978                 return -EIO;
 979
 980         if ((flags & IOMAP_WRITE) && !IS_DAX(inode) &&
 981                    !xfs_get_extsz_hint(ip)) {
 982                 /* Reserve delalloc blocks for regular writeback. */
 983                 return xfs_file_iomap_begin_delay(inode, offset, length, flags,
 984                                 iomap);
 985         }
 986
 987         /*
 988          * COW writes will allocate delalloc space, so we need to make sure
 989          * to take the lock exclusively here.
 990          */
 991         if ((flags & (IOMAP_WRITE | IOMAP_ZERO)) && xfs_is_reflink_inode(ip)) {
 992                 lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
 993                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 994         } else {
 995                 lockmode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
 996         }
 997
 998         ASSERT(offset <= mp->m_super->s_maxbytes);
 999         if ((xfs_fsize_t)offset + length > mp->m_super->s_maxbytes)
1000                 length = mp->m_super->s_maxbytes - offset;
1001         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1002         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1003
1004         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb, &imap,
1005                                &nimaps, 0);
1006         if (error)
1007                 goto out_unlock;
1008
1009         if (flags & IOMAP_REPORT) {
1010                 /* Trim the mapping to the nearest shared extent boundary. */
1011                 error = xfs_reflink_trim_around_shared(ip, &imap, &shared,
1012                                 &trimmed);
1013                 if (error)
1014                         goto out_unlock;
1015         }
1016
1017         if ((flags & (IOMAP_WRITE | IOMAP_ZERO)) && xfs_is_reflink_inode(ip)) {
1018                 error = xfs_reflink_reserve_cow(ip, &imap, &shared);
1019                 if (error)
1020                         goto out_unlock;
1021
1022                 end_fsb = imap.br_startoff + imap.br_blockcount;
1023                 length = XFS_FSB_TO_B(mp, end_fsb) - offset;
1024         }
1025
1026         if ((flags & IOMAP_WRITE) && imap_needs_alloc(inode, &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                 /*
1039                  * xfs_iomap_write_direct() expects the shared lock. It
1040                  * is unlocked on return.
1041                  */
1042                 if (lockmode == XFS_ILOCK_EXCL)
1043                         xfs_ilock_demote(ip, lockmode);
1044                 error = xfs_iomap_write_direct(ip, offset, length, &imap,
1045                                 nimaps);
1046                 if (error)
1047                         return error;
1048
1049                 iomap->flags = IOMAP_F_NEW;
1050                 trace_xfs_iomap_alloc(ip, offset, length, 0, &imap);
1051         } else {
1052                 ASSERT(nimaps);
1053
1054                 xfs_iunlock(ip, lockmode);
1055                 trace_xfs_iomap_found(ip, offset, length, 0, &imap);
1056         }
1057
1058         xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1059         if (shared)
1060                 iomap->flags |= IOMAP_F_SHARED;
1061         return 0;
1062 out_unlock:
1063         xfs_iunlock(ip, lockmode);
1064         return error;
1065 }
1066
1067 static int
1068 xfs_file_iomap_end_delalloc(
1069         struct xfs_inode        *ip,
1070         loff_t                  offset,
1071         loff_t                  length,
1072         ssize_t                 written,
1073         struct iomap            *iomap)
1074 {
1075         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1076         xfs_fileoff_t           start_fsb;
1077         xfs_fileoff_t           end_fsb;
1078         int                     error = 0;
1079
1080         /*
1081          * start_fsb refers to the first unused block after a short write. If
1082          * nothing was written, round offset down to point at the first block in
1083          * the range.
1084          */
1085         if (unlikely(!written))
1086                 start_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1087         else
1088                 start_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + written);
1089         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1090
1091         /*
1092          * Trim delalloc blocks if they were allocated by this write and we
1093          * didn't manage to write the whole range.
1094          *
1095          * We don't need to care about racing delalloc as we hold i_mutex
1096          * across the reserve/allocate/unreserve calls. If there are delalloc
1097          * blocks in the range, they are ours.
1098          */
1099         if ((iomap->flags & IOMAP_F_NEW) && start_fsb < end_fsb) {
1100                 truncate_pagecache_range(VFS_I(ip), XFS_FSB_TO_B(mp, start_fsb),
1101                                          XFS_FSB_TO_B(mp, end_fsb) - 1);
1102
1103                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1104                 error = xfs_bmap_punch_delalloc_range(ip, start_fsb,
1105                                                end_fsb - start_fsb);
1106                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1107
1108                 if (error && !XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp)) {
1109                         xfs_alert(mp, "%s: unable to clean up ino %lld",
1110                                 __func__, ip->i_ino);
1111                         return error;
1112                 }
1113         }
1114
1115         return 0;
1116 }
1117
1118 static int
1119 xfs_file_iomap_end(
1120         struct inode            *inode,
1121         loff_t                  offset,
1122         loff_t                  length,
1123         ssize_t                 written,
1124         unsigned                flags,
1125         struct iomap            *iomap)
1126 {
1127         if ((flags & IOMAP_WRITE) && iomap->type == IOMAP_DELALLOC)
1128                 return xfs_file_iomap_end_delalloc(XFS_I(inode), offset,
1129                                 length, written, iomap);
1130         return 0;
1131 }
1132
1133 struct iomap_ops xfs_iomap_ops = {
1134         .iomap_begin            = xfs_file_iomap_begin,
1135         .iomap_end              = xfs_file_iomap_end,
1136 };
1137
1138 static int
1139 xfs_xattr_iomap_begin(
1140         struct inode            *inode,
1141         loff_t                  offset,
1142         loff_t                  length,
1143         unsigned                flags,
1144         struct iomap            *iomap)
1145 {
1146         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1147         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1148         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1149         xfs_fileoff_t           end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + length);
1150         struct xfs_bmbt_irec    imap;
1151         int                     nimaps = 1, error = 0;
1152         unsigned                lockmode;
1153
1154         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1155                 return -EIO;
1156
1157         lockmode = xfs_ilock_attr_map_shared(ip);
1158
1159         /* if there are no attribute fork or extents, return ENOENT */
1160         if (!XFS_IFORK_Q(ip) || !ip->i_d.di_anextents) {
1161                 error = -ENOENT;
1162                 goto out_unlock;
1163         }
1164
1165         ASSERT(ip->i_d.di_aformat != XFS_DINODE_FMT_LOCAL);
1166         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb, &imap,
1167                                &nimaps, XFS_BMAPI_ENTIRE | XFS_BMAPI_ATTRFORK);
1168 out_unlock:
1169         xfs_iunlock(ip, lockmode);
1170
1171         if (!error) {
1172                 ASSERT(nimaps);
1173                 xfs_bmbt_to_iomap(ip, iomap, &imap);
1174         }
1175
1176         return error;
1177 }
1178
1179 struct iomap_ops xfs_xattr_iomap_ops = {
1180         .iomap_begin            = xfs_xattr_iomap_begin,
1181 };