xfs: don't chain ioends during writepage submission
[cascardo/linux.git] / fs / xfs / xfs_aops.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2000-2005 Silicon Graphics, Inc.
3  * All Rights Reserved.
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
7  * published by the Free Software Foundation.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
16  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
17  */
18 #include "xfs.h"
19 #include "xfs_shared.h"
20 #include "xfs_format.h"
21 #include "xfs_log_format.h"
22 #include "xfs_trans_resv.h"
23 #include "xfs_mount.h"
24 #include "xfs_inode.h"
25 #include "xfs_trans.h"
26 #include "xfs_inode_item.h"
27 #include "xfs_alloc.h"
28 #include "xfs_error.h"
29 #include "xfs_iomap.h"
30 #include "xfs_trace.h"
31 #include "xfs_bmap.h"
32 #include "xfs_bmap_util.h"
33 #include "xfs_bmap_btree.h"
34 #include <linux/gfp.h>
35 #include <linux/mpage.h>
36 #include <linux/pagevec.h>
37 #include <linux/writeback.h>
38
39 /*
40  * structure owned by writepages passed to individual writepage calls
41  */
42 struct xfs_writepage_ctx {
43         struct xfs_bmbt_irec    imap;
44         bool                    imap_valid;
45         unsigned int            io_type;
46         struct xfs_ioend        *ioend;
47         sector_t                last_block;
48 };
49
50 void
51 xfs_count_page_state(
52         struct page             *page,
53         int                     *delalloc,
54         int                     *unwritten)
55 {
56         struct buffer_head      *bh, *head;
57
58         *delalloc = *unwritten = 0;
59
60         bh = head = page_buffers(page);
61         do {
62                 if (buffer_unwritten(bh))
63                         (*unwritten) = 1;
64                 else if (buffer_delay(bh))
65                         (*delalloc) = 1;
66         } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
67 }
68
69 STATIC struct block_device *
70 xfs_find_bdev_for_inode(
71         struct inode            *inode)
72 {
73         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
74         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
75
76         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
77                 return mp->m_rtdev_targp->bt_bdev;
78         else
79                 return mp->m_ddev_targp->bt_bdev;
80 }
81
82 /*
83  * We're now finished for good with this ioend structure.
84  * Update the page state via the associated buffer_heads,
85  * release holds on the inode and bio, and finally free
86  * up memory.  Do not use the ioend after this.
87  */
88 STATIC void
89 xfs_destroy_ioend(
90         xfs_ioend_t             *ioend)
91 {
92         struct buffer_head      *bh, *next;
93
94         for (bh = ioend->io_buffer_head; bh; bh = next) {
95                 next = bh->b_private;
96                 bh->b_end_io(bh, !ioend->io_error);
97         }
98
99         mempool_free(ioend, xfs_ioend_pool);
100 }
101
102 /*
103  * Fast and loose check if this write could update the on-disk inode size.
104  */
105 static inline bool xfs_ioend_is_append(struct xfs_ioend *ioend)
106 {
107         return ioend->io_offset + ioend->io_size >
108                 XFS_I(ioend->io_inode)->i_d.di_size;
109 }
110
111 STATIC int
112 xfs_setfilesize_trans_alloc(
113         struct xfs_ioend        *ioend)
114 {
115         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(ioend->io_inode)->i_mount;
116         struct xfs_trans        *tp;
117         int                     error;
118
119         tp = xfs_trans_alloc(mp, XFS_TRANS_FSYNC_TS);
120
121         error = xfs_trans_reserve(tp, &M_RES(mp)->tr_fsyncts, 0, 0);
122         if (error) {
123                 xfs_trans_cancel(tp);
124                 return error;
125         }
126
127         ioend->io_append_trans = tp;
128
129         /*
130          * We may pass freeze protection with a transaction.  So tell lockdep
131          * we released it.
132          */
133         __sb_writers_release(ioend->io_inode->i_sb, SB_FREEZE_FS);
134         /*
135          * We hand off the transaction to the completion thread now, so
136          * clear the flag here.
137          */
138         current_restore_flags_nested(&tp->t_pflags, PF_FSTRANS);
139         return 0;
140 }
141
142 /*
143  * Update on-disk file size now that data has been written to disk.
144  */
145 STATIC int
146 xfs_setfilesize(
147         struct xfs_inode        *ip,
148         struct xfs_trans        *tp,
149         xfs_off_t               offset,
150         size_t                  size)
151 {
152         xfs_fsize_t             isize;
153
154         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
155         isize = xfs_new_eof(ip, offset + size);
156         if (!isize) {
157                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
158                 xfs_trans_cancel(tp);
159                 return 0;
160         }
161
162         trace_xfs_setfilesize(ip, offset, size);
163
164         ip->i_d.di_size = isize;
165         xfs_trans_ijoin(tp, ip, XFS_ILOCK_EXCL);
166         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
167
168         return xfs_trans_commit(tp);
169 }
170
171 STATIC int
172 xfs_setfilesize_ioend(
173         struct xfs_ioend        *ioend)
174 {
175         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(ioend->io_inode);
176         struct xfs_trans        *tp = ioend->io_append_trans;
177
178         /*
179          * The transaction may have been allocated in the I/O submission thread,
180          * thus we need to mark ourselves as being in a transaction manually.
181          * Similarly for freeze protection.
182          */
183         current_set_flags_nested(&tp->t_pflags, PF_FSTRANS);
184         __sb_writers_acquired(VFS_I(ip)->i_sb, SB_FREEZE_FS);
185
186         /* we abort the update if there was an IO error */
187         if (ioend->io_error) {
188                 xfs_trans_cancel(tp);
189                 return ioend->io_error;
190         }
191
192         return xfs_setfilesize(ip, tp, ioend->io_offset, ioend->io_size);
193 }
194
195 /*
196  * Schedule IO completion handling on the final put of an ioend.
197  *
198  * If there is no work to do we might as well call it a day and free the
199  * ioend right now.
200  */
201 STATIC void
202 xfs_finish_ioend(
203         struct xfs_ioend        *ioend)
204 {
205         if (atomic_dec_and_test(&ioend->io_remaining)) {
206                 struct xfs_mount        *mp = XFS_I(ioend->io_inode)->i_mount;
207
208                 if (ioend->io_type == XFS_IO_UNWRITTEN)
209                         queue_work(mp->m_unwritten_workqueue, &ioend->io_work);
210                 else if (ioend->io_append_trans)
211                         queue_work(mp->m_data_workqueue, &ioend->io_work);
212                 else
213                         xfs_destroy_ioend(ioend);
214         }
215 }
216
217 /*
218  * IO write completion.
219  */
220 STATIC void
221 xfs_end_io(
222         struct work_struct *work)
223 {
224         xfs_ioend_t     *ioend = container_of(work, xfs_ioend_t, io_work);
225         struct xfs_inode *ip = XFS_I(ioend->io_inode);
226         int             error = 0;
227
228         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount)) {
229                 ioend->io_error = -EIO;
230                 goto done;
231         }
232
233         /*
234          * For unwritten extents we need to issue transactions to convert a
235          * range to normal written extens after the data I/O has finished.
236          * Detecting and handling completion IO errors is done individually
237          * for each case as different cleanup operations need to be performed
238          * on error.
239          */
240         if (ioend->io_type == XFS_IO_UNWRITTEN) {
241                 if (ioend->io_error)
242                         goto done;
243                 error = xfs_iomap_write_unwritten(ip, ioend->io_offset,
244                                                   ioend->io_size);
245         } else if (ioend->io_append_trans) {
246                 error = xfs_setfilesize_ioend(ioend);
247         } else {
248                 ASSERT(!xfs_ioend_is_append(ioend));
249         }
250
251 done:
252         if (error)
253                 ioend->io_error = error;
254         xfs_destroy_ioend(ioend);
255 }
256
257 /*
258  * Allocate and initialise an IO completion structure.
259  * We need to track unwritten extent write completion here initially.
260  * We'll need to extend this for updating the ondisk inode size later
261  * (vs. incore size).
262  */
263 STATIC xfs_ioend_t *
264 xfs_alloc_ioend(
265         struct inode            *inode,
266         unsigned int            type)
267 {
268         xfs_ioend_t             *ioend;
269
270         ioend = mempool_alloc(xfs_ioend_pool, GFP_NOFS);
271
272         /*
273          * Set the count to 1 initially, which will prevent an I/O
274          * completion callback from happening before we have started
275          * all the I/O from calling the completion routine too early.
276          */
277         atomic_set(&ioend->io_remaining, 1);
278         ioend->io_error = 0;
279         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
280         ioend->io_type = type;
281         ioend->io_inode = inode;
282         ioend->io_buffer_head = NULL;
283         ioend->io_buffer_tail = NULL;
284         ioend->io_offset = 0;
285         ioend->io_size = 0;
286         ioend->io_append_trans = NULL;
287
288         INIT_WORK(&ioend->io_work, xfs_end_io);
289         return ioend;
290 }
291
292 STATIC int
293 xfs_map_blocks(
294         struct inode            *inode,
295         loff_t                  offset,
296         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
297         int                     type)
298 {
299         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
300         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
301         ssize_t                 count = 1 << inode->i_blkbits;
302         xfs_fileoff_t           offset_fsb, end_fsb;
303         int                     error = 0;
304         int                     bmapi_flags = XFS_BMAPI_ENTIRE;
305         int                     nimaps = 1;
306
307         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
308                 return -EIO;
309
310         if (type == XFS_IO_UNWRITTEN)
311                 bmapi_flags |= XFS_BMAPI_IGSTATE;
312
313         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
314         ASSERT(ip->i_d.di_format != XFS_DINODE_FMT_BTREE ||
315                (ip->i_df.if_flags & XFS_IFEXTENTS));
316         ASSERT(offset <= mp->m_super->s_maxbytes);
317
318         if (offset + count > mp->m_super->s_maxbytes)
319                 count = mp->m_super->s_maxbytes - offset;
320         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, (xfs_ufsize_t)offset + count);
321         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
322         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb,
323                                 imap, &nimaps, bmapi_flags);
324         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
325
326         if (error)
327                 return error;
328
329         if (type == XFS_IO_DELALLOC &&
330             (!nimaps || isnullstartblock(imap->br_startblock))) {
331                 error = xfs_iomap_write_allocate(ip, offset, imap);
332                 if (!error)
333                         trace_xfs_map_blocks_alloc(ip, offset, count, type, imap);
334                 return error;
335         }
336
337 #ifdef DEBUG
338         if (type == XFS_IO_UNWRITTEN) {
339                 ASSERT(nimaps);
340                 ASSERT(imap->br_startblock != HOLESTARTBLOCK);
341                 ASSERT(imap->br_startblock != DELAYSTARTBLOCK);
342         }
343 #endif
344         if (nimaps)
345                 trace_xfs_map_blocks_found(ip, offset, count, type, imap);
346         return 0;
347 }
348
349 STATIC bool
350 xfs_imap_valid(
351         struct inode            *inode,
352         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
353         xfs_off_t               offset)
354 {
355         offset >>= inode->i_blkbits;
356
357         return offset >= imap->br_startoff &&
358                 offset < imap->br_startoff + imap->br_blockcount;
359 }
360
361 /*
362  * BIO completion handler for buffered IO.
363  */
364 STATIC void
365 xfs_end_bio(
366         struct bio              *bio)
367 {
368         xfs_ioend_t             *ioend = bio->bi_private;
369
370         if (!ioend->io_error)
371                 ioend->io_error = bio->bi_error;
372
373         /* Toss bio and pass work off to an xfsdatad thread */
374         bio->bi_private = NULL;
375         bio->bi_end_io = NULL;
376         bio_put(bio);
377
378         xfs_finish_ioend(ioend);
379 }
380
381 STATIC void
382 xfs_submit_ioend_bio(
383         struct writeback_control *wbc,
384         xfs_ioend_t             *ioend,
385         struct bio              *bio)
386 {
387         atomic_inc(&ioend->io_remaining);
388         bio->bi_private = ioend;
389         bio->bi_end_io = xfs_end_bio;
390         submit_bio(wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL ? WRITE_SYNC : WRITE, bio);
391 }
392
393 STATIC struct bio *
394 xfs_alloc_ioend_bio(
395         struct buffer_head      *bh)
396 {
397         struct bio              *bio = bio_alloc(GFP_NOIO, BIO_MAX_PAGES);
398
399         ASSERT(bio->bi_private == NULL);
400         bio->bi_iter.bi_sector = bh->b_blocknr * (bh->b_size >> 9);
401         bio->bi_bdev = bh->b_bdev;
402         return bio;
403 }
404
405 STATIC void
406 xfs_start_buffer_writeback(
407         struct buffer_head      *bh)
408 {
409         ASSERT(buffer_mapped(bh));
410         ASSERT(buffer_locked(bh));
411         ASSERT(!buffer_delay(bh));
412         ASSERT(!buffer_unwritten(bh));
413
414         mark_buffer_async_write(bh);
415         set_buffer_uptodate(bh);
416         clear_buffer_dirty(bh);
417 }
418
419 STATIC void
420 xfs_start_page_writeback(
421         struct page             *page,
422         int                     clear_dirty)
423 {
424         ASSERT(PageLocked(page));
425         ASSERT(!PageWriteback(page));
426
427         /*
428          * if the page was not fully cleaned, we need to ensure that the higher
429          * layers come back to it correctly. That means we need to keep the page
430          * dirty, and for WB_SYNC_ALL writeback we need to ensure the
431          * PAGECACHE_TAG_TOWRITE index mark is not removed so another attempt to
432          * write this page in this writeback sweep will be made.
433          */
434         if (clear_dirty) {
435                 clear_page_dirty_for_io(page);
436                 set_page_writeback(page);
437         } else
438                 set_page_writeback_keepwrite(page);
439
440         unlock_page(page);
441 }
442
443 static inline int xfs_bio_add_buffer(struct bio *bio, struct buffer_head *bh)
444 {
445         return bio_add_page(bio, bh->b_page, bh->b_size, bh_offset(bh));
446 }
447
448 /*
449  * Submit all of the bios for an ioend. We are only passed a single ioend at a
450  * time; the caller is responsible for chaining prior to submission.
451  *
452  * If @fail is non-zero, it means that we have a situation where some part of
453  * the submission process has failed after we have marked paged for writeback
454  * and unlocked them. In this situation, we need to fail the ioend chain rather
455  * than submit it to IO. This typically only happens on a filesystem shutdown.
456  */
457 STATIC int
458 xfs_submit_ioend(
459         struct writeback_control *wbc,
460         xfs_ioend_t             *ioend,
461         int                     status)
462 {
463         struct buffer_head      *bh;
464         struct bio              *bio;
465         sector_t                lastblock = 0;
466
467         /* Reserve log space if we might write beyond the on-disk inode size. */
468         if (!status &&
469              ioend->io_type != XFS_IO_UNWRITTEN && xfs_ioend_is_append(ioend))
470                 status = xfs_setfilesize_trans_alloc(ioend);
471         /*
472          * If we are failing the IO now, just mark the ioend with an
473          * error and finish it. This will run IO completion immediately
474          * as there is only one reference to the ioend at this point in
475          * time.
476          */
477         if (status) {
478                 ioend->io_error = status;
479                 xfs_finish_ioend(ioend);
480                 return status;
481         }
482
483         bio = NULL;
484         for (bh = ioend->io_buffer_head; bh; bh = bh->b_private) {
485
486                 if (!bio) {
487 retry:
488                         bio = xfs_alloc_ioend_bio(bh);
489                 } else if (bh->b_blocknr != lastblock + 1) {
490                         xfs_submit_ioend_bio(wbc, ioend, bio);
491                         goto retry;
492                 }
493
494                 if (xfs_bio_add_buffer(bio, bh) != bh->b_size) {
495                         xfs_submit_ioend_bio(wbc, ioend, bio);
496                         goto retry;
497                 }
498
499                 lastblock = bh->b_blocknr;
500         }
501         if (bio)
502                 xfs_submit_ioend_bio(wbc, ioend, bio);
503         xfs_finish_ioend(ioend);
504         return 0;
505 }
506
507 /*
508  * Test to see if we've been building up a completion structure for
509  * earlier buffers -- if so, we try to append to this ioend if we
510  * can, otherwise we finish off any current ioend and start another.
511  * Return the ioend we finished off so that the caller can submit it
512  * once it has finished processing the dirty page.
513  */
514 STATIC void
515 xfs_add_to_ioend(
516         struct inode            *inode,
517         struct buffer_head      *bh,
518         xfs_off_t               offset,
519         struct xfs_writepage_ctx *wpc,
520         struct list_head        *iolist)
521 {
522         if (!wpc->ioend || wpc->io_type != wpc->ioend->io_type ||
523             bh->b_blocknr != wpc->last_block + 1) {
524                 struct xfs_ioend        *new;
525
526                 if (wpc->ioend)
527                         list_add(&wpc->ioend->io_list, iolist);
528
529                 new = xfs_alloc_ioend(inode, wpc->io_type);
530                 new->io_offset = offset;
531                 new->io_buffer_head = bh;
532                 new->io_buffer_tail = bh;
533                 wpc->ioend = new;
534         } else {
535                 wpc->ioend->io_buffer_tail->b_private = bh;
536                 wpc->ioend->io_buffer_tail = bh;
537         }
538
539         bh->b_private = NULL;
540         wpc->ioend->io_size += bh->b_size;
541         wpc->last_block = bh->b_blocknr;
542         xfs_start_buffer_writeback(bh);
543 }
544
545 STATIC void
546 xfs_map_buffer(
547         struct inode            *inode,
548         struct buffer_head      *bh,
549         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
550         xfs_off_t               offset)
551 {
552         sector_t                bn;
553         struct xfs_mount        *m = XFS_I(inode)->i_mount;
554         xfs_off_t               iomap_offset = XFS_FSB_TO_B(m, imap->br_startoff);
555         xfs_daddr_t             iomap_bn = xfs_fsb_to_db(XFS_I(inode), imap->br_startblock);
556
557         ASSERT(imap->br_startblock != HOLESTARTBLOCK);
558         ASSERT(imap->br_startblock != DELAYSTARTBLOCK);
559
560         bn = (iomap_bn >> (inode->i_blkbits - BBSHIFT)) +
561               ((offset - iomap_offset) >> inode->i_blkbits);
562
563         ASSERT(bn || XFS_IS_REALTIME_INODE(XFS_I(inode)));
564
565         bh->b_blocknr = bn;
566         set_buffer_mapped(bh);
567 }
568
569 STATIC void
570 xfs_map_at_offset(
571         struct inode            *inode,
572         struct buffer_head      *bh,
573         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
574         xfs_off_t               offset)
575 {
576         ASSERT(imap->br_startblock != HOLESTARTBLOCK);
577         ASSERT(imap->br_startblock != DELAYSTARTBLOCK);
578
579         xfs_map_buffer(inode, bh, imap, offset);
580         set_buffer_mapped(bh);
581         clear_buffer_delay(bh);
582         clear_buffer_unwritten(bh);
583 }
584
585 /*
586  * Test if a given page contains at least one buffer of a given @type.
587  * If @check_all_buffers is true, then we walk all the buffers in the page to
588  * try to find one of the type passed in. If it is not set, then the caller only
589  * needs to check the first buffer on the page for a match.
590  */
591 STATIC bool
592 xfs_check_page_type(
593         struct page             *page,
594         unsigned int            type,
595         bool                    check_all_buffers)
596 {
597         struct buffer_head      *bh;
598         struct buffer_head      *head;
599
600         if (PageWriteback(page))
601                 return false;
602         if (!page->mapping)
603                 return false;
604         if (!page_has_buffers(page))
605                 return false;
606
607         bh = head = page_buffers(page);
608         do {
609                 if (buffer_unwritten(bh)) {
610                         if (type == XFS_IO_UNWRITTEN)
611                                 return true;
612                 } else if (buffer_delay(bh)) {
613                         if (type == XFS_IO_DELALLOC)
614                                 return true;
615                 } else if (buffer_dirty(bh) && buffer_mapped(bh)) {
616                         if (type == XFS_IO_OVERWRITE)
617                                 return true;
618                 }
619
620                 /* If we are only checking the first buffer, we are done now. */
621                 if (!check_all_buffers)
622                         break;
623         } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
624
625         return false;
626 }
627
628 STATIC void
629 xfs_vm_invalidatepage(
630         struct page             *page,
631         unsigned int            offset,
632         unsigned int            length)
633 {
634         trace_xfs_invalidatepage(page->mapping->host, page, offset,
635                                  length);
636         block_invalidatepage(page, offset, length);
637 }
638
639 /*
640  * If the page has delalloc buffers on it, we need to punch them out before we
641  * invalidate the page. If we don't, we leave a stale delalloc mapping on the
642  * inode that can trip a BUG() in xfs_get_blocks() later on if a direct IO read
643  * is done on that same region - the delalloc extent is returned when none is
644  * supposed to be there.
645  *
646  * We prevent this by truncating away the delalloc regions on the page before
647  * invalidating it. Because they are delalloc, we can do this without needing a
648  * transaction. Indeed - if we get ENOSPC errors, we have to be able to do this
649  * truncation without a transaction as there is no space left for block
650  * reservation (typically why we see a ENOSPC in writeback).
651  *
652  * This is not a performance critical path, so for now just do the punching a
653  * buffer head at a time.
654  */
655 STATIC void
656 xfs_aops_discard_page(
657         struct page             *page)
658 {
659         struct inode            *inode = page->mapping->host;
660         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
661         struct buffer_head      *bh, *head;
662         loff_t                  offset = page_offset(page);
663
664         if (!xfs_check_page_type(page, XFS_IO_DELALLOC, true))
665                 goto out_invalidate;
666
667         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
668                 goto out_invalidate;
669
670         xfs_alert(ip->i_mount,
671                 "page discard on page %p, inode 0x%llx, offset %llu.",
672                         page, ip->i_ino, offset);
673
674         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
675         bh = head = page_buffers(page);
676         do {
677                 int             error;
678                 xfs_fileoff_t   start_fsb;
679
680                 if (!buffer_delay(bh))
681                         goto next_buffer;
682
683                 start_fsb = XFS_B_TO_FSBT(ip->i_mount, offset);
684                 error = xfs_bmap_punch_delalloc_range(ip, start_fsb, 1);
685                 if (error) {
686                         /* something screwed, just bail */
687                         if (!XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount)) {
688                                 xfs_alert(ip->i_mount,
689                         "page discard unable to remove delalloc mapping.");
690                         }
691                         break;
692                 }
693 next_buffer:
694                 offset += 1 << inode->i_blkbits;
695
696         } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
697
698         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
699 out_invalidate:
700         xfs_vm_invalidatepage(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
701         return;
702 }
703
704 /*
705  * We implement an immediate ioend submission policy here to avoid needing to
706  * chain multiple ioends and hence nest mempool allocations which can violate
707  * forward progress guarantees we need to provide. The current ioend we are
708  * adding buffers to is cached on the writepage context, and if the new buffer
709  * does not append to the cached ioend it will create a new ioend and cache that
710  * instead.
711  *
712  * If a new ioend is created and cached, the old ioend is returned and queued
713  * locally for submission once the entire page is processed or an error has been
714  * detected.  While ioends are submitted immediately after they are completed,
715  * batching optimisations are provided by higher level block plugging.
716  *
717  * At the end of a writeback pass, there will be a cached ioend remaining on the
718  * writepage context that the caller will need to submit.
719  */
720 static int
721 xfs_writepage_map(
722         struct xfs_writepage_ctx *wpc,
723         struct writeback_control *wbc,
724         struct inode            *inode,
725         struct page             *page,
726         loff_t                  offset,
727         __uint64_t              end_offset)
728 {
729         LIST_HEAD(submit_list);
730         struct xfs_ioend        *ioend, *next;
731         struct buffer_head      *bh, *head;
732         ssize_t                 len = 1 << inode->i_blkbits;
733         int                     error = 0;
734         int                     count = 0;
735         int                     uptodate = 1;
736
737         bh = head = page_buffers(page);
738         offset = page_offset(page);
739         do {
740                 if (offset >= end_offset)
741                         break;
742                 if (!buffer_uptodate(bh))
743                         uptodate = 0;
744
745                 /*
746                  * set_page_dirty dirties all buffers in a page, independent
747                  * of their state.  The dirty state however is entirely
748                  * meaningless for holes (!mapped && uptodate), so skip
749                  * buffers covering holes here.
750                  */
751                 if (!buffer_mapped(bh) && buffer_uptodate(bh)) {
752                         wpc->imap_valid = false;
753                         continue;
754                 }
755
756                 if (buffer_unwritten(bh)) {
757                         if (wpc->io_type != XFS_IO_UNWRITTEN) {
758                                 wpc->io_type = XFS_IO_UNWRITTEN;
759                                 wpc->imap_valid = false;
760                         }
761                 } else if (buffer_delay(bh)) {
762                         if (wpc->io_type != XFS_IO_DELALLOC) {
763                                 wpc->io_type = XFS_IO_DELALLOC;
764                                 wpc->imap_valid = false;
765                         }
766                 } else if (buffer_uptodate(bh)) {
767                         if (wpc->io_type != XFS_IO_OVERWRITE) {
768                                 wpc->io_type = XFS_IO_OVERWRITE;
769                                 wpc->imap_valid = false;
770                         }
771                 } else {
772                         if (PageUptodate(page))
773                                 ASSERT(buffer_mapped(bh));
774                         /*
775                          * This buffer is not uptodate and will not be
776                          * written to disk.  Ensure that we will put any
777                          * subsequent writeable buffers into a new
778                          * ioend.
779                          */
780                         wpc->imap_valid = false;
781                         continue;
782                 }
783
784                 if (wpc->imap_valid)
785                         wpc->imap_valid = xfs_imap_valid(inode, &wpc->imap,
786                                                          offset);
787                 if (!wpc->imap_valid) {
788                         error = xfs_map_blocks(inode, offset, &wpc->imap,
789                                              wpc->io_type);
790                         if (error)
791                                 goto out;
792                         wpc->imap_valid = xfs_imap_valid(inode, &wpc->imap,
793                                                          offset);
794                 }
795                 if (wpc->imap_valid) {
796                         lock_buffer(bh);
797                         if (wpc->io_type != XFS_IO_OVERWRITE)
798                                 xfs_map_at_offset(inode, bh, &wpc->imap, offset);
799                         xfs_add_to_ioend(inode, bh, offset, wpc, &submit_list);
800                         count++;
801                 }
802
803         } while (offset += len, ((bh = bh->b_this_page) != head));
804
805         if (uptodate && bh == head)
806                 SetPageUptodate(page);
807
808         ASSERT(wpc->ioend || list_empty(&submit_list));
809
810 out:
811         /*
812          * On error, we have to fail the ioend here because we have locked
813          * buffers in the ioend. If we don't do this, we'll deadlock
814          * invalidating the page as that tries to lock the buffers on the page.
815          * Also, because we may have set pages under writeback, we have to make
816          * sure we run IO completion to mark the error state of the IO
817          * appropriately, so we can't cancel the ioend directly here. That means
818          * we have to mark this page as under writeback if we included any
819          * buffers from it in the ioend chain so that completion treats it
820          * correctly.
821          *
822          * If we didn't include the page in the ioend, the on error we can
823          * simply discard and unlock it as there are no other users of the page
824          * or it's buffers right now. The caller will still need to trigger
825          * submission of outstanding ioends on the writepage context so they are
826          * treated correctly on error.
827          */
828         if (count) {
829                 xfs_start_page_writeback(page, !error);
830
831                 /*
832                  * Preserve the original error if there was one, otherwise catch
833                  * submission errors here and propagate into subsequent ioend
834                  * submissions.
835                  */
836                 list_for_each_entry_safe(ioend, next, &submit_list, io_list) {
837                         int error2;
838
839                         list_del_init(&ioend->io_list);
840                         error2 = xfs_submit_ioend(wbc, ioend, error);
841                         if (error2 && !error)
842                                 error = error2;
843                 }
844         } else if (error) {
845                 xfs_aops_discard_page(page);
846                 ClearPageUptodate(page);
847                 unlock_page(page);
848         } else {
849                 /*
850                  * We can end up here with no error and nothing to write if we
851                  * race with a partial page truncate on a sub-page block sized
852                  * filesystem. In that case we need to mark the page clean.
853                  */
854                 xfs_start_page_writeback(page, 1);
855                 end_page_writeback(page);
856         }
857
858         mapping_set_error(page->mapping, error);
859         return error;
860 }
861
862 /*
863  * Write out a dirty page.
864  *
865  * For delalloc space on the page we need to allocate space and flush it.
866  * For unwritten space on the page we need to start the conversion to
867  * regular allocated space.
868  * For any other dirty buffer heads on the page we should flush them.
869  */
870 STATIC int
871 xfs_do_writepage(
872         struct page             *page,
873         struct writeback_control *wbc,
874         void                    *data)
875 {
876         struct xfs_writepage_ctx *wpc = data;
877         struct inode            *inode = page->mapping->host;
878         loff_t                  offset;
879         __uint64_t              end_offset;
880         pgoff_t                 end_index;
881
882         trace_xfs_writepage(inode, page, 0, 0);
883
884         ASSERT(page_has_buffers(page));
885
886         /*
887          * Refuse to write the page out if we are called from reclaim context.
888          *
889          * This avoids stack overflows when called from deeply used stacks in
890          * random callers for direct reclaim or memcg reclaim.  We explicitly
891          * allow reclaim from kswapd as the stack usage there is relatively low.
892          *
893          * This should never happen except in the case of a VM regression so
894          * warn about it.
895          */
896         if (WARN_ON_ONCE((current->flags & (PF_MEMALLOC|PF_KSWAPD)) ==
897                         PF_MEMALLOC))
898                 goto redirty;
899
900         /*
901          * Given that we do not allow direct reclaim to call us, we should
902          * never be called while in a filesystem transaction.
903          */
904         if (WARN_ON_ONCE(current->flags & PF_FSTRANS))
905                 goto redirty;
906
907         /*
908          * Is this page beyond the end of the file?
909          *
910          * The page index is less than the end_index, adjust the end_offset
911          * to the highest offset that this page should represent.
912          * -----------------------------------------------------
913          * |                    file mapping           | <EOF> |
914          * -----------------------------------------------------
915          * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N  |       |
916          * ^--------------------------------^----------|--------
917          * |     desired writeback range    |      see else    |
918          * ---------------------------------^------------------|
919          */
920         offset = i_size_read(inode);
921         end_index = offset >> PAGE_CACHE_SHIFT;
922         if (page->index < end_index)
923                 end_offset = (xfs_off_t)(page->index + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT;
924         else {
925                 /*
926                  * Check whether the page to write out is beyond or straddles
927                  * i_size or not.
928                  * -------------------------------------------------------
929                  * |            file mapping                    | <EOF>  |
930                  * -------------------------------------------------------
931                  * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N   | Beyond |
932                  * ^--------------------------------^-----------|---------
933                  * |                                |      Straddles     |
934                  * ---------------------------------^-----------|--------|
935                  */
936                 unsigned offset_into_page = offset & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
937
938                 /*
939                  * Skip the page if it is fully outside i_size, e.g. due to a
940                  * truncate operation that is in progress. We must redirty the
941                  * page so that reclaim stops reclaiming it. Otherwise
942                  * xfs_vm_releasepage() is called on it and gets confused.
943                  *
944                  * Note that the end_index is unsigned long, it would overflow
945                  * if the given offset is greater than 16TB on 32-bit system
946                  * and if we do check the page is fully outside i_size or not
947                  * via "if (page->index >= end_index + 1)" as "end_index + 1"
948                  * will be evaluated to 0.  Hence this page will be redirtied
949                  * and be written out repeatedly which would result in an
950                  * infinite loop, the user program that perform this operation
951                  * will hang.  Instead, we can verify this situation by checking
952                  * if the page to write is totally beyond the i_size or if it's
953                  * offset is just equal to the EOF.
954                  */
955                 if (page->index > end_index ||
956                     (page->index == end_index && offset_into_page == 0))
957                         goto redirty;
958
959                 /*
960                  * The page straddles i_size.  It must be zeroed out on each
961                  * and every writepage invocation because it may be mmapped.
962                  * "A file is mapped in multiples of the page size.  For a file
963                  * that is not a multiple of the page size, the remaining
964                  * memory is zeroed when mapped, and writes to that region are
965                  * not written out to the file."
966                  */
967                 zero_user_segment(page, offset_into_page, PAGE_CACHE_SIZE);
968
969                 /* Adjust the end_offset to the end of file */
970                 end_offset = offset;
971         }
972
973         return xfs_writepage_map(wpc, wbc, inode, page, offset, end_offset);
974
975 redirty:
976         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
977         unlock_page(page);
978         return 0;
979 }
980
981 STATIC int
982 xfs_vm_writepage(
983         struct page             *page,
984         struct writeback_control *wbc)
985 {
986         struct xfs_writepage_ctx wpc = {
987                 .io_type = XFS_IO_INVALID,
988         };
989         int                     ret;
990
991         ret = xfs_do_writepage(page, wbc, &wpc);
992         if (wpc.ioend)
993                 ret = xfs_submit_ioend(wbc, wpc.ioend, ret);
994         return ret;
995 }
996
997 STATIC int
998 xfs_vm_writepages(
999         struct address_space    *mapping,
1000         struct writeback_control *wbc)
1001 {
1002         struct xfs_writepage_ctx wpc = {
1003                 .io_type = XFS_IO_INVALID,
1004         };
1005         int                     ret;
1006
1007         xfs_iflags_clear(XFS_I(mapping->host), XFS_ITRUNCATED);
1008         ret = write_cache_pages(mapping, wbc, xfs_do_writepage, &wpc);
1009         if (wpc.ioend)
1010                 ret = xfs_submit_ioend(wbc, wpc.ioend, ret);
1011         return ret;
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Called to move a page into cleanable state - and from there
1016  * to be released. The page should already be clean. We always
1017  * have buffer heads in this call.
1018  *
1019  * Returns 1 if the page is ok to release, 0 otherwise.
1020  */
1021 STATIC int
1022 xfs_vm_releasepage(
1023         struct page             *page,
1024         gfp_t                   gfp_mask)
1025 {
1026         int                     delalloc, unwritten;
1027
1028         trace_xfs_releasepage(page->mapping->host, page, 0, 0);
1029
1030         xfs_count_page_state(page, &delalloc, &unwritten);
1031
1032         if (WARN_ON_ONCE(delalloc))
1033                 return 0;
1034         if (WARN_ON_ONCE(unwritten))
1035                 return 0;
1036
1037         return try_to_free_buffers(page);
1038 }
1039
1040 /*
1041  * When we map a DIO buffer, we may need to attach an ioend that describes the
1042  * type of write IO we are doing. This passes to the completion function the
1043  * operations it needs to perform. If the mapping is for an overwrite wholly
1044  * within the EOF then we don't need an ioend and so we don't allocate one.
1045  * This avoids the unnecessary overhead of allocating and freeing ioends for
1046  * workloads that don't require transactions on IO completion.
1047  *
1048  * If we get multiple mappings in a single IO, we might be mapping different
1049  * types. But because the direct IO can only have a single private pointer, we
1050  * need to ensure that:
1051  *
1052  * a) i) the ioend spans the entire region of unwritten mappings; or
1053  *    ii) the ioend spans all the mappings that cross or are beyond EOF; and
1054  * b) if it contains unwritten extents, it is *permanently* marked as such
1055  *
1056  * We could do this by chaining ioends like buffered IO does, but we only
1057  * actually get one IO completion callback from the direct IO, and that spans
1058  * the entire IO regardless of how many mappings and IOs are needed to complete
1059  * the DIO. There is only going to be one reference to the ioend and its life
1060  * cycle is constrained by the DIO completion code. hence we don't need
1061  * reference counting here.
1062  *
1063  * Note that for DIO, an IO to the highest supported file block offset (i.e.
1064  * 2^63 - 1FSB bytes) will result in the offset + count overflowing a signed 64
1065  * bit variable. Hence if we see this overflow, we have to assume that the IO is
1066  * extending the file size. We won't know for sure until IO completion is run
1067  * and the actual max write offset is communicated to the IO completion
1068  * routine.
1069  *
1070  * For DAX page faults, we are preparing to never see unwritten extents here,
1071  * nor should we ever extend the inode size. Hence we will soon have nothing to
1072  * do here for this case, ensuring we don't have to provide an IO completion
1073  * callback to free an ioend that we don't actually need for a fault into the
1074  * page at offset (2^63 - 1FSB) bytes.
1075  */
1076
1077 static void
1078 xfs_map_direct(
1079         struct inode            *inode,
1080         struct buffer_head      *bh_result,
1081         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
1082         xfs_off_t               offset,
1083         bool                    dax_fault)
1084 {
1085         struct xfs_ioend        *ioend;
1086         xfs_off_t               size = bh_result->b_size;
1087         int                     type;
1088
1089         if (ISUNWRITTEN(imap))
1090                 type = XFS_IO_UNWRITTEN;
1091         else
1092                 type = XFS_IO_OVERWRITE;
1093
1094         trace_xfs_gbmap_direct(XFS_I(inode), offset, size, type, imap);
1095
1096         if (dax_fault) {
1097                 ASSERT(type == XFS_IO_OVERWRITE);
1098                 trace_xfs_gbmap_direct_none(XFS_I(inode), offset, size, type,
1099                                             imap);
1100                 return;
1101         }
1102
1103         if (bh_result->b_private) {
1104                 ioend = bh_result->b_private;
1105                 ASSERT(ioend->io_size > 0);
1106                 ASSERT(offset >= ioend->io_offset);
1107                 if (offset + size > ioend->io_offset + ioend->io_size)
1108                         ioend->io_size = offset - ioend->io_offset + size;
1109
1110                 if (type == XFS_IO_UNWRITTEN && type != ioend->io_type)
1111                         ioend->io_type = XFS_IO_UNWRITTEN;
1112
1113                 trace_xfs_gbmap_direct_update(XFS_I(inode), ioend->io_offset,
1114                                               ioend->io_size, ioend->io_type,
1115                                               imap);
1116         } else if (type == XFS_IO_UNWRITTEN ||
1117                    offset + size > i_size_read(inode) ||
1118                    offset + size < 0) {
1119                 ioend = xfs_alloc_ioend(inode, type);
1120                 ioend->io_offset = offset;
1121                 ioend->io_size = size;
1122
1123                 bh_result->b_private = ioend;
1124                 set_buffer_defer_completion(bh_result);
1125
1126                 trace_xfs_gbmap_direct_new(XFS_I(inode), offset, size, type,
1127                                            imap);
1128         } else {
1129                 trace_xfs_gbmap_direct_none(XFS_I(inode), offset, size, type,
1130                                             imap);
1131         }
1132 }
1133
1134 /*
1135  * If this is O_DIRECT or the mpage code calling tell them how large the mapping
1136  * is, so that we can avoid repeated get_blocks calls.
1137  *
1138  * If the mapping spans EOF, then we have to break the mapping up as the mapping
1139  * for blocks beyond EOF must be marked new so that sub block regions can be
1140  * correctly zeroed. We can't do this for mappings within EOF unless the mapping
1141  * was just allocated or is unwritten, otherwise the callers would overwrite
1142  * existing data with zeros. Hence we have to split the mapping into a range up
1143  * to and including EOF, and a second mapping for beyond EOF.
1144  */
1145 static void
1146 xfs_map_trim_size(
1147         struct inode            *inode,
1148         sector_t                iblock,
1149         struct buffer_head      *bh_result,
1150         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
1151         xfs_off_t               offset,
1152         ssize_t                 size)
1153 {
1154         xfs_off_t               mapping_size;
1155
1156         mapping_size = imap->br_startoff + imap->br_blockcount - iblock;
1157         mapping_size <<= inode->i_blkbits;
1158
1159         ASSERT(mapping_size > 0);
1160         if (mapping_size > size)
1161                 mapping_size = size;
1162         if (offset < i_size_read(inode) &&
1163             offset + mapping_size >= i_size_read(inode)) {
1164                 /* limit mapping to block that spans EOF */
1165                 mapping_size = roundup_64(i_size_read(inode) - offset,
1166                                           1 << inode->i_blkbits);
1167         }
1168         if (mapping_size > LONG_MAX)
1169                 mapping_size = LONG_MAX;
1170
1171         bh_result->b_size = mapping_size;
1172 }
1173
1174 STATIC int
1175 __xfs_get_blocks(
1176         struct inode            *inode,
1177         sector_t                iblock,
1178         struct buffer_head      *bh_result,
1179         int                     create,
1180         bool                    direct,
1181         bool                    dax_fault)
1182 {
1183         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1184         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1185         xfs_fileoff_t           offset_fsb, end_fsb;
1186         int                     error = 0;
1187         int                     lockmode = 0;
1188         struct xfs_bmbt_irec    imap;
1189         int                     nimaps = 1;
1190         xfs_off_t               offset;
1191         ssize_t                 size;
1192         int                     new = 0;
1193
1194         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1195                 return -EIO;
1196
1197         offset = (xfs_off_t)iblock << inode->i_blkbits;
1198         ASSERT(bh_result->b_size >= (1 << inode->i_blkbits));
1199         size = bh_result->b_size;
1200
1201         if (!create && direct && offset >= i_size_read(inode))
1202                 return 0;
1203
1204         /*
1205          * Direct I/O is usually done on preallocated files, so try getting
1206          * a block mapping without an exclusive lock first.  For buffered
1207          * writes we already have the exclusive iolock anyway, so avoiding
1208          * a lock roundtrip here by taking the ilock exclusive from the
1209          * beginning is a useful micro optimization.
1210          */
1211         if (create && !direct) {
1212                 lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
1213                 xfs_ilock(ip, lockmode);
1214         } else {
1215                 lockmode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1216         }
1217
1218         ASSERT(offset <= mp->m_super->s_maxbytes);
1219         if (offset + size > mp->m_super->s_maxbytes)
1220                 size = mp->m_super->s_maxbytes - offset;
1221         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, (xfs_ufsize_t)offset + size);
1222         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1223
1224         error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb,
1225                                 &imap, &nimaps, XFS_BMAPI_ENTIRE);
1226         if (error)
1227                 goto out_unlock;
1228
1229         /* for DAX, we convert unwritten extents directly */
1230         if (create &&
1231             (!nimaps ||
1232              (imap.br_startblock == HOLESTARTBLOCK ||
1233               imap.br_startblock == DELAYSTARTBLOCK) ||
1234              (IS_DAX(inode) && ISUNWRITTEN(&imap)))) {
1235                 if (direct || xfs_get_extsz_hint(ip)) {
1236                         /*
1237                          * xfs_iomap_write_direct() expects the shared lock. It
1238                          * is unlocked on return.
1239                          */
1240                         if (lockmode == XFS_ILOCK_EXCL)
1241                                 xfs_ilock_demote(ip, lockmode);
1242
1243                         error = xfs_iomap_write_direct(ip, offset, size,
1244                                                        &imap, nimaps);
1245                         if (error)
1246                                 return error;
1247                         new = 1;
1248
1249                 } else {
1250                         /*
1251                          * Delalloc reservations do not require a transaction,
1252                          * we can go on without dropping the lock here. If we
1253                          * are allocating a new delalloc block, make sure that
1254                          * we set the new flag so that we mark the buffer new so
1255                          * that we know that it is newly allocated if the write
1256                          * fails.
1257                          */
1258                         if (nimaps && imap.br_startblock == HOLESTARTBLOCK)
1259                                 new = 1;
1260                         error = xfs_iomap_write_delay(ip, offset, size, &imap);
1261                         if (error)
1262                                 goto out_unlock;
1263
1264                         xfs_iunlock(ip, lockmode);
1265                 }
1266                 trace_xfs_get_blocks_alloc(ip, offset, size,
1267                                 ISUNWRITTEN(&imap) ? XFS_IO_UNWRITTEN
1268                                                    : XFS_IO_DELALLOC, &imap);
1269         } else if (nimaps) {
1270                 trace_xfs_get_blocks_found(ip, offset, size,
1271                                 ISUNWRITTEN(&imap) ? XFS_IO_UNWRITTEN
1272                                                    : XFS_IO_OVERWRITE, &imap);
1273                 xfs_iunlock(ip, lockmode);
1274         } else {
1275                 trace_xfs_get_blocks_notfound(ip, offset, size);
1276                 goto out_unlock;
1277         }
1278
1279         if (IS_DAX(inode) && create) {
1280                 ASSERT(!ISUNWRITTEN(&imap));
1281                 /* zeroing is not needed at a higher layer */
1282                 new = 0;
1283         }
1284
1285         /* trim mapping down to size requested */
1286         if (direct || size > (1 << inode->i_blkbits))
1287                 xfs_map_trim_size(inode, iblock, bh_result,
1288                                   &imap, offset, size);
1289
1290         /*
1291          * For unwritten extents do not report a disk address in the buffered
1292          * read case (treat as if we're reading into a hole).
1293          */
1294         if (imap.br_startblock != HOLESTARTBLOCK &&
1295             imap.br_startblock != DELAYSTARTBLOCK &&
1296             (create || !ISUNWRITTEN(&imap))) {
1297                 xfs_map_buffer(inode, bh_result, &imap, offset);
1298                 if (ISUNWRITTEN(&imap))
1299                         set_buffer_unwritten(bh_result);
1300                 /* direct IO needs special help */
1301                 if (create && direct)
1302                         xfs_map_direct(inode, bh_result, &imap, offset,
1303                                        dax_fault);
1304         }
1305
1306         /*
1307          * If this is a realtime file, data may be on a different device.
1308          * to that pointed to from the buffer_head b_bdev currently.
1309          */
1310         bh_result->b_bdev = xfs_find_bdev_for_inode(inode);
1311
1312         /*
1313          * If we previously allocated a block out beyond eof and we are now
1314          * coming back to use it then we will need to flag it as new even if it
1315          * has a disk address.
1316          *
1317          * With sub-block writes into unwritten extents we also need to mark
1318          * the buffer as new so that the unwritten parts of the buffer gets
1319          * correctly zeroed.
1320          */
1321         if (create &&
1322             ((!buffer_mapped(bh_result) && !buffer_uptodate(bh_result)) ||
1323              (offset >= i_size_read(inode)) ||
1324              (new || ISUNWRITTEN(&imap))))
1325                 set_buffer_new(bh_result);
1326
1327         if (imap.br_startblock == DELAYSTARTBLOCK) {
1328                 BUG_ON(direct);
1329                 if (create) {
1330                         set_buffer_uptodate(bh_result);
1331                         set_buffer_mapped(bh_result);
1332                         set_buffer_delay(bh_result);
1333                 }
1334         }
1335
1336         return 0;
1337
1338 out_unlock:
1339         xfs_iunlock(ip, lockmode);
1340         return error;
1341 }
1342
1343 int
1344 xfs_get_blocks(
1345         struct inode            *inode,
1346         sector_t                iblock,
1347         struct buffer_head      *bh_result,
1348         int                     create)
1349 {
1350         return __xfs_get_blocks(inode, iblock, bh_result, create, false, false);
1351 }
1352
1353 int
1354 xfs_get_blocks_direct(
1355         struct inode            *inode,
1356         sector_t                iblock,
1357         struct buffer_head      *bh_result,
1358         int                     create)
1359 {
1360         return __xfs_get_blocks(inode, iblock, bh_result, create, true, false);
1361 }
1362
1363 int
1364 xfs_get_blocks_dax_fault(
1365         struct inode            *inode,
1366         sector_t                iblock,
1367         struct buffer_head      *bh_result,
1368         int                     create)
1369 {
1370         return __xfs_get_blocks(inode, iblock, bh_result, create, true, true);
1371 }
1372
1373 static void
1374 __xfs_end_io_direct_write(
1375         struct inode            *inode,
1376         struct xfs_ioend        *ioend,
1377         loff_t                  offset,
1378         ssize_t                 size)
1379 {
1380         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(inode)->i_mount;
1381
1382         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp) || ioend->io_error)
1383                 goto out_end_io;
1384
1385         /*
1386          * dio completion end_io functions are only called on writes if more
1387          * than 0 bytes was written.
1388          */
1389         ASSERT(size > 0);
1390
1391         /*
1392          * The ioend only maps whole blocks, while the IO may be sector aligned.
1393          * Hence the ioend offset/size may not match the IO offset/size exactly.
1394          * Because we don't map overwrites within EOF into the ioend, the offset
1395          * may not match, but only if the endio spans EOF.  Either way, write
1396          * the IO sizes into the ioend so that completion processing does the
1397          * right thing.
1398          */
1399         ASSERT(offset + size <= ioend->io_offset + ioend->io_size);
1400         ioend->io_size = size;
1401         ioend->io_offset = offset;
1402
1403         /*
1404          * The ioend tells us whether we are doing unwritten extent conversion
1405          * or an append transaction that updates the on-disk file size. These
1406          * cases are the only cases where we should *potentially* be needing
1407          * to update the VFS inode size.
1408          *
1409          * We need to update the in-core inode size here so that we don't end up
1410          * with the on-disk inode size being outside the in-core inode size. We
1411          * have no other method of updating EOF for AIO, so always do it here
1412          * if necessary.
1413          *
1414          * We need to lock the test/set EOF update as we can be racing with
1415          * other IO completions here to update the EOF. Failing to serialise
1416          * here can result in EOF moving backwards and Bad Things Happen when
1417          * that occurs.
1418          */
1419         spin_lock(&XFS_I(inode)->i_flags_lock);
1420         if (offset + size > i_size_read(inode))
1421                 i_size_write(inode, offset + size);
1422         spin_unlock(&XFS_I(inode)->i_flags_lock);
1423
1424         /*
1425          * If we are doing an append IO that needs to update the EOF on disk,
1426          * do the transaction reserve now so we can use common end io
1427          * processing. Stashing the error (if there is one) in the ioend will
1428          * result in the ioend processing passing on the error if it is
1429          * possible as we can't return it from here.
1430          */
1431         if (ioend->io_type == XFS_IO_OVERWRITE)
1432                 ioend->io_error = xfs_setfilesize_trans_alloc(ioend);
1433
1434 out_end_io:
1435         xfs_end_io(&ioend->io_work);
1436         return;
1437 }
1438
1439 /*
1440  * Complete a direct I/O write request.
1441  *
1442  * The ioend structure is passed from __xfs_get_blocks() to tell us what to do.
1443  * If no ioend exists (i.e. @private == NULL) then the write IO is an overwrite
1444  * wholly within the EOF and so there is nothing for us to do. Note that in this
1445  * case the completion can be called in interrupt context, whereas if we have an
1446  * ioend we will always be called in task context (i.e. from a workqueue).
1447  */
1448 STATIC void
1449 xfs_end_io_direct_write(
1450         struct kiocb            *iocb,
1451         loff_t                  offset,
1452         ssize_t                 size,
1453         void                    *private)
1454 {
1455         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
1456         struct xfs_ioend        *ioend = private;
1457
1458         trace_xfs_gbmap_direct_endio(XFS_I(inode), offset, size,
1459                                      ioend ? ioend->io_type : 0, NULL);
1460
1461         if (!ioend) {
1462                 ASSERT(offset + size <= i_size_read(inode));
1463                 return;
1464         }
1465
1466         __xfs_end_io_direct_write(inode, ioend, offset, size);
1467 }
1468
1469 static inline ssize_t
1470 xfs_vm_do_dio(
1471         struct inode            *inode,
1472         struct kiocb            *iocb,
1473         struct iov_iter         *iter,
1474         loff_t                  offset,
1475         void                    (*endio)(struct kiocb   *iocb,
1476                                          loff_t         offset,
1477                                          ssize_t        size,
1478                                          void           *private),
1479         int                     flags)
1480 {
1481         struct block_device     *bdev;
1482
1483         if (IS_DAX(inode))
1484                 return dax_do_io(iocb, inode, iter, offset,
1485                                  xfs_get_blocks_direct, endio, 0);
1486
1487         bdev = xfs_find_bdev_for_inode(inode);
1488         return  __blockdev_direct_IO(iocb, inode, bdev, iter, offset,
1489                                      xfs_get_blocks_direct, endio, NULL, flags);
1490 }
1491
1492 STATIC ssize_t
1493 xfs_vm_direct_IO(
1494         struct kiocb            *iocb,
1495         struct iov_iter         *iter,
1496         loff_t                  offset)
1497 {
1498         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
1499
1500         if (iov_iter_rw(iter) == WRITE)
1501                 return xfs_vm_do_dio(inode, iocb, iter, offset,
1502                                      xfs_end_io_direct_write, DIO_ASYNC_EXTEND);
1503         return xfs_vm_do_dio(inode, iocb, iter, offset, NULL, 0);
1504 }
1505
1506 /*
1507  * Punch out the delalloc blocks we have already allocated.
1508  *
1509  * Don't bother with xfs_setattr given that nothing can have made it to disk yet
1510  * as the page is still locked at this point.
1511  */
1512 STATIC void
1513 xfs_vm_kill_delalloc_range(
1514         struct inode            *inode,
1515         loff_t                  start,
1516         loff_t                  end)
1517 {
1518         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1519         xfs_fileoff_t           start_fsb;
1520         xfs_fileoff_t           end_fsb;
1521         int                     error;
1522
1523         start_fsb = XFS_B_TO_FSB(ip->i_mount, start);
1524         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(ip->i_mount, end);
1525         if (end_fsb <= start_fsb)
1526                 return;
1527
1528         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1529         error = xfs_bmap_punch_delalloc_range(ip, start_fsb,
1530                                                 end_fsb - start_fsb);
1531         if (error) {
1532                 /* something screwed, just bail */
1533                 if (!XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount)) {
1534                         xfs_alert(ip->i_mount,
1535                 "xfs_vm_write_failed: unable to clean up ino %lld",
1536                                         ip->i_ino);
1537                 }
1538         }
1539         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1540 }
1541
1542 STATIC void
1543 xfs_vm_write_failed(
1544         struct inode            *inode,
1545         struct page             *page,
1546         loff_t                  pos,
1547         unsigned                len)
1548 {
1549         loff_t                  block_offset;
1550         loff_t                  block_start;
1551         loff_t                  block_end;
1552         loff_t                  from = pos & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
1553         loff_t                  to = from + len;
1554         struct buffer_head      *bh, *head;
1555
1556         /*
1557          * The request pos offset might be 32 or 64 bit, this is all fine
1558          * on 64-bit platform.  However, for 64-bit pos request on 32-bit
1559          * platform, the high 32-bit will be masked off if we evaluate the
1560          * block_offset via (pos & PAGE_MASK) because the PAGE_MASK is
1561          * 0xfffff000 as an unsigned long, hence the result is incorrect
1562          * which could cause the following ASSERT failed in most cases.
1563          * In order to avoid this, we can evaluate the block_offset of the
1564          * start of the page by using shifts rather than masks the mismatch
1565          * problem.
1566          */
1567         block_offset = (pos >> PAGE_CACHE_SHIFT) << PAGE_CACHE_SHIFT;
1568
1569         ASSERT(block_offset + from == pos);
1570
1571         head = page_buffers(page);
1572         block_start = 0;
1573         for (bh = head; bh != head || !block_start;
1574              bh = bh->b_this_page, block_start = block_end,
1575                                    block_offset += bh->b_size) {
1576                 block_end = block_start + bh->b_size;
1577
1578                 /* skip buffers before the write */
1579                 if (block_end <= from)
1580                         continue;
1581
1582                 /* if the buffer is after the write, we're done */
1583                 if (block_start >= to)
1584                         break;
1585
1586                 if (!buffer_delay(bh))
1587                         continue;
1588
1589                 if (!buffer_new(bh) && block_offset < i_size_read(inode))
1590                         continue;
1591
1592                 xfs_vm_kill_delalloc_range(inode, block_offset,
1593                                            block_offset + bh->b_size);
1594
1595                 /*
1596                  * This buffer does not contain data anymore. make sure anyone
1597                  * who finds it knows that for certain.
1598                  */
1599                 clear_buffer_delay(bh);
1600                 clear_buffer_uptodate(bh);
1601                 clear_buffer_mapped(bh);
1602                 clear_buffer_new(bh);
1603                 clear_buffer_dirty(bh);
1604         }
1605
1606 }
1607
1608 /*
1609  * This used to call block_write_begin(), but it unlocks and releases the page
1610  * on error, and we need that page to be able to punch stale delalloc blocks out
1611  * on failure. hence we copy-n-waste it here and call xfs_vm_write_failed() at
1612  * the appropriate point.
1613  */
1614 STATIC int
1615 xfs_vm_write_begin(
1616         struct file             *file,
1617         struct address_space    *mapping,
1618         loff_t                  pos,
1619         unsigned                len,
1620         unsigned                flags,
1621         struct page             **pagep,
1622         void                    **fsdata)
1623 {
1624         pgoff_t                 index = pos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
1625         struct page             *page;
1626         int                     status;
1627
1628         ASSERT(len <= PAGE_CACHE_SIZE);
1629
1630         page = grab_cache_page_write_begin(mapping, index, flags);
1631         if (!page)
1632                 return -ENOMEM;
1633
1634         status = __block_write_begin(page, pos, len, xfs_get_blocks);
1635         if (unlikely(status)) {
1636                 struct inode    *inode = mapping->host;
1637                 size_t          isize = i_size_read(inode);
1638
1639                 xfs_vm_write_failed(inode, page, pos, len);
1640                 unlock_page(page);
1641
1642                 /*
1643                  * If the write is beyond EOF, we only want to kill blocks
1644                  * allocated in this write, not blocks that were previously
1645                  * written successfully.
1646                  */
1647                 if (pos + len > isize) {
1648                         ssize_t start = max_t(ssize_t, pos, isize);
1649
1650                         truncate_pagecache_range(inode, start, pos + len);
1651                 }
1652
1653                 page_cache_release(page);
1654                 page = NULL;
1655         }
1656
1657         *pagep = page;
1658         return status;
1659 }
1660
1661 /*
1662  * On failure, we only need to kill delalloc blocks beyond EOF in the range of
1663  * this specific write because they will never be written. Previous writes
1664  * beyond EOF where block allocation succeeded do not need to be trashed, so
1665  * only new blocks from this write should be trashed. For blocks within
1666  * EOF, generic_write_end() zeros them so they are safe to leave alone and be
1667  * written with all the other valid data.
1668  */
1669 STATIC int
1670 xfs_vm_write_end(
1671         struct file             *file,
1672         struct address_space    *mapping,
1673         loff_t                  pos,
1674         unsigned                len,
1675         unsigned                copied,
1676         struct page             *page,
1677         void                    *fsdata)
1678 {
1679         int                     ret;
1680
1681         ASSERT(len <= PAGE_CACHE_SIZE);
1682
1683         ret = generic_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
1684         if (unlikely(ret < len)) {
1685                 struct inode    *inode = mapping->host;
1686                 size_t          isize = i_size_read(inode);
1687                 loff_t          to = pos + len;
1688
1689                 if (to > isize) {
1690                         /* only kill blocks in this write beyond EOF */
1691                         if (pos > isize)
1692                                 isize = pos;
1693                         xfs_vm_kill_delalloc_range(inode, isize, to);
1694                         truncate_pagecache_range(inode, isize, to);
1695                 }
1696         }
1697         return ret;
1698 }
1699
1700 STATIC sector_t
1701 xfs_vm_bmap(
1702         struct address_space    *mapping,
1703         sector_t                block)
1704 {
1705         struct inode            *inode = (struct inode *)mapping->host;
1706         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1707
1708         trace_xfs_vm_bmap(XFS_I(inode));
1709         xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
1710         filemap_write_and_wait(mapping);
1711         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
1712         return generic_block_bmap(mapping, block, xfs_get_blocks);
1713 }
1714
1715 STATIC int
1716 xfs_vm_readpage(
1717         struct file             *unused,
1718         struct page             *page)
1719 {
1720         trace_xfs_vm_readpage(page->mapping->host, 1);
1721         return mpage_readpage(page, xfs_get_blocks);
1722 }
1723
1724 STATIC int
1725 xfs_vm_readpages(
1726         struct file             *unused,
1727         struct address_space    *mapping,
1728         struct list_head        *pages,
1729         unsigned                nr_pages)
1730 {
1731         trace_xfs_vm_readpages(mapping->host, nr_pages);
1732         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, xfs_get_blocks);
1733 }
1734
1735 /*
1736  * This is basically a copy of __set_page_dirty_buffers() with one
1737  * small tweak: buffers beyond EOF do not get marked dirty. If we mark them
1738  * dirty, we'll never be able to clean them because we don't write buffers
1739  * beyond EOF, and that means we can't invalidate pages that span EOF
1740  * that have been marked dirty. Further, the dirty state can leak into
1741  * the file interior if the file is extended, resulting in all sorts of
1742  * bad things happening as the state does not match the underlying data.
1743  *
1744  * XXX: this really indicates that bufferheads in XFS need to die. Warts like
1745  * this only exist because of bufferheads and how the generic code manages them.
1746  */
1747 STATIC int
1748 xfs_vm_set_page_dirty(
1749         struct page             *page)
1750 {
1751         struct address_space    *mapping = page->mapping;
1752         struct inode            *inode = mapping->host;
1753         loff_t                  end_offset;
1754         loff_t                  offset;
1755         int                     newly_dirty;
1756         struct mem_cgroup       *memcg;
1757
1758         if (unlikely(!mapping))
1759                 return !TestSetPageDirty(page);
1760
1761         end_offset = i_size_read(inode);
1762         offset = page_offset(page);
1763
1764         spin_lock(&mapping->private_lock);
1765         if (page_has_buffers(page)) {
1766                 struct buffer_head *head = page_buffers(page);
1767                 struct buffer_head *bh = head;
1768
1769                 do {
1770                         if (offset < end_offset)
1771                                 set_buffer_dirty(bh);
1772                         bh = bh->b_this_page;
1773                         offset += 1 << inode->i_blkbits;
1774                 } while (bh != head);
1775         }
1776         /*
1777          * Use mem_group_begin_page_stat() to keep PageDirty synchronized with
1778          * per-memcg dirty page counters.
1779          */
1780         memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1781         newly_dirty = !TestSetPageDirty(page);
1782         spin_unlock(&mapping->private_lock);
1783
1784         if (newly_dirty) {
1785                 /* sigh - __set_page_dirty() is static, so copy it here, too */
1786                 unsigned long flags;
1787
1788                 spin_lock_irqsave(&mapping->tree_lock, flags);
1789                 if (page->mapping) {    /* Race with truncate? */
1790                         WARN_ON_ONCE(!PageUptodate(page));
1791                         account_page_dirtied(page, mapping, memcg);
1792                         radix_tree_tag_set(&mapping->page_tree,
1793                                         page_index(page), PAGECACHE_TAG_DIRTY);
1794                 }
1795                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->tree_lock, flags);
1796         }
1797         mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1798         if (newly_dirty)
1799                 __mark_inode_dirty(mapping->host, I_DIRTY_PAGES);
1800         return newly_dirty;
1801 }
1802
1803 const struct address_space_operations xfs_address_space_operations = {
1804         .readpage               = xfs_vm_readpage,
1805         .readpages              = xfs_vm_readpages,
1806         .writepage              = xfs_vm_writepage,
1807         .writepages             = xfs_vm_writepages,
1808         .set_page_dirty         = xfs_vm_set_page_dirty,
1809         .releasepage            = xfs_vm_releasepage,
1810         .invalidatepage         = xfs_vm_invalidatepage,
1811         .write_begin            = xfs_vm_write_begin,
1812         .write_end              = xfs_vm_write_end,
1813         .bmap                   = xfs_vm_bmap,
1814         .direct_IO              = xfs_vm_direct_IO,
1815         .migratepage            = buffer_migrate_page,
1816         .is_partially_uptodate  = block_is_partially_uptodate,
1817         .error_remove_page      = generic_error_remove_page,
1818 };