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