Merge tag 'drm-next-2022-08-12-1' of git://anongit.freedesktop.org/drm/drm
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / zonefs / super.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Simple file system for zoned block devices exposing zones as files.
4  *
5  * Copyright (C) 2019 Western Digital Corporation or its affiliates.
6  */
7 #include <linux/module.h>
8 #include <linux/pagemap.h>
9 #include <linux/magic.h>
10 #include <linux/iomap.h>
11 #include <linux/init.h>
12 #include <linux/slab.h>
13 #include <linux/blkdev.h>
14 #include <linux/statfs.h>
15 #include <linux/writeback.h>
16 #include <linux/quotaops.h>
17 #include <linux/seq_file.h>
18 #include <linux/parser.h>
19 #include <linux/uio.h>
20 #include <linux/mman.h>
21 #include <linux/sched/mm.h>
22 #include <linux/crc32.h>
23 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
24
25 #include "zonefs.h"
26
27 #define CREATE_TRACE_POINTS
28 #include "trace.h"
29
30 /*
31  * Manage the active zone count. Called with zi->i_truncate_mutex held.
32  */
33 static void zonefs_account_active(struct inode *inode)
34 {
35         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(inode->i_sb);
36         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
37
38         lockdep_assert_held(&zi->i_truncate_mutex);
39
40         if (zi->i_ztype != ZONEFS_ZTYPE_SEQ)
41                 return;
42
43         /*
44          * If the zone is active, that is, if it is explicitly open or
45          * partially written, check if it was already accounted as active.
46          */
47         if ((zi->i_flags & ZONEFS_ZONE_OPEN) ||
48             (zi->i_wpoffset > 0 && zi->i_wpoffset < zi->i_max_size)) {
49                 if (!(zi->i_flags & ZONEFS_ZONE_ACTIVE)) {
50                         zi->i_flags |= ZONEFS_ZONE_ACTIVE;
51                         atomic_inc(&sbi->s_active_seq_files);
52                 }
53                 return;
54         }
55
56         /* The zone is not active. If it was, update the active count */
57         if (zi->i_flags & ZONEFS_ZONE_ACTIVE) {
58                 zi->i_flags &= ~ZONEFS_ZONE_ACTIVE;
59                 atomic_dec(&sbi->s_active_seq_files);
60         }
61 }
62
63 static inline int zonefs_zone_mgmt(struct inode *inode, enum req_op op)
64 {
65         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
66         int ret;
67
68         lockdep_assert_held(&zi->i_truncate_mutex);
69
70         /*
71          * With ZNS drives, closing an explicitly open zone that has not been
72          * written will change the zone state to "closed", that is, the zone
73          * will remain active. Since this can then cause failure of explicit
74          * open operation on other zones if the drive active zone resources
75          * are exceeded, make sure that the zone does not remain active by
76          * resetting it.
77          */
78         if (op == REQ_OP_ZONE_CLOSE && !zi->i_wpoffset)
79                 op = REQ_OP_ZONE_RESET;
80
81         trace_zonefs_zone_mgmt(inode, op);
82         ret = blkdev_zone_mgmt(inode->i_sb->s_bdev, op, zi->i_zsector,
83                                zi->i_zone_size >> SECTOR_SHIFT, GFP_NOFS);
84         if (ret) {
85                 zonefs_err(inode->i_sb,
86                            "Zone management operation %s at %llu failed %d\n",
87                            blk_op_str(op), zi->i_zsector, ret);
88                 return ret;
89         }
90
91         return 0;
92 }
93
94 static inline void zonefs_i_size_write(struct inode *inode, loff_t isize)
95 {
96         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
97
98         i_size_write(inode, isize);
99         /*
100          * A full zone is no longer open/active and does not need
101          * explicit closing.
102          */
103         if (isize >= zi->i_max_size) {
104                 struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(inode->i_sb);
105
106                 if (zi->i_flags & ZONEFS_ZONE_ACTIVE)
107                         atomic_dec(&sbi->s_active_seq_files);
108                 zi->i_flags &= ~(ZONEFS_ZONE_OPEN | ZONEFS_ZONE_ACTIVE);
109         }
110 }
111
112 static int zonefs_read_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t offset,
113                                    loff_t length, unsigned int flags,
114                                    struct iomap *iomap, struct iomap *srcmap)
115 {
116         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
117         struct super_block *sb = inode->i_sb;
118         loff_t isize;
119
120         /*
121          * All blocks are always mapped below EOF. If reading past EOF,
122          * act as if there is a hole up to the file maximum size.
123          */
124         mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
125         iomap->bdev = inode->i_sb->s_bdev;
126         iomap->offset = ALIGN_DOWN(offset, sb->s_blocksize);
127         isize = i_size_read(inode);
128         if (iomap->offset >= isize) {
129                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
130                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
131                 iomap->length = length;
132         } else {
133                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
134                 iomap->addr = (zi->i_zsector << SECTOR_SHIFT) + iomap->offset;
135                 iomap->length = isize - iomap->offset;
136         }
137         mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
138
139         trace_zonefs_iomap_begin(inode, iomap);
140
141         return 0;
142 }
143
144 static const struct iomap_ops zonefs_read_iomap_ops = {
145         .iomap_begin    = zonefs_read_iomap_begin,
146 };
147
148 static int zonefs_write_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t offset,
149                                     loff_t length, unsigned int flags,
150                                     struct iomap *iomap, struct iomap *srcmap)
151 {
152         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
153         struct super_block *sb = inode->i_sb;
154         loff_t isize;
155
156         /* All write I/Os should always be within the file maximum size */
157         if (WARN_ON_ONCE(offset + length > zi->i_max_size))
158                 return -EIO;
159
160         /*
161          * Sequential zones can only accept direct writes. This is already
162          * checked when writes are issued, so warn if we see a page writeback
163          * operation.
164          */
165         if (WARN_ON_ONCE(zi->i_ztype == ZONEFS_ZTYPE_SEQ &&
166                          !(flags & IOMAP_DIRECT)))
167                 return -EIO;
168
169         /*
170          * For conventional zones, all blocks are always mapped. For sequential
171          * zones, all blocks after always mapped below the inode size (zone
172          * write pointer) and unwriten beyond.
173          */
174         mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
175         iomap->bdev = inode->i_sb->s_bdev;
176         iomap->offset = ALIGN_DOWN(offset, sb->s_blocksize);
177         iomap->addr = (zi->i_zsector << SECTOR_SHIFT) + iomap->offset;
178         isize = i_size_read(inode);
179         if (iomap->offset >= isize) {
180                 iomap->type = IOMAP_UNWRITTEN;
181                 iomap->length = zi->i_max_size - iomap->offset;
182         } else {
183                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
184                 iomap->length = isize - iomap->offset;
185         }
186         mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
187
188         trace_zonefs_iomap_begin(inode, iomap);
189
190         return 0;
191 }
192
193 static const struct iomap_ops zonefs_write_iomap_ops = {
194         .iomap_begin    = zonefs_write_iomap_begin,
195 };
196
197 static int zonefs_read_folio(struct file *unused, struct folio *folio)
198 {
199         return iomap_read_folio(folio, &zonefs_read_iomap_ops);
200 }
201
202 static void zonefs_readahead(struct readahead_control *rac)
203 {
204         iomap_readahead(rac, &zonefs_read_iomap_ops);
205 }
206
207 /*
208  * Map blocks for page writeback. This is used only on conventional zone files,
209  * which implies that the page range can only be within the fixed inode size.
210  */
211 static int zonefs_write_map_blocks(struct iomap_writepage_ctx *wpc,
212                                    struct inode *inode, loff_t offset)
213 {
214         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
215
216         if (WARN_ON_ONCE(zi->i_ztype != ZONEFS_ZTYPE_CNV))
217                 return -EIO;
218         if (WARN_ON_ONCE(offset >= i_size_read(inode)))
219                 return -EIO;
220
221         /* If the mapping is already OK, nothing needs to be done */
222         if (offset >= wpc->iomap.offset &&
223             offset < wpc->iomap.offset + wpc->iomap.length)
224                 return 0;
225
226         return zonefs_write_iomap_begin(inode, offset, zi->i_max_size - offset,
227                                         IOMAP_WRITE, &wpc->iomap, NULL);
228 }
229
230 static const struct iomap_writeback_ops zonefs_writeback_ops = {
231         .map_blocks             = zonefs_write_map_blocks,
232 };
233
234 static int zonefs_writepages(struct address_space *mapping,
235                              struct writeback_control *wbc)
236 {
237         struct iomap_writepage_ctx wpc = { };
238
239         return iomap_writepages(mapping, wbc, &wpc, &zonefs_writeback_ops);
240 }
241
242 static int zonefs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis,
243                                 struct file *swap_file, sector_t *span)
244 {
245         struct inode *inode = file_inode(swap_file);
246         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
247
248         if (zi->i_ztype != ZONEFS_ZTYPE_CNV) {
249                 zonefs_err(inode->i_sb,
250                            "swap file: not a conventional zone file\n");
251                 return -EINVAL;
252         }
253
254         return iomap_swapfile_activate(sis, swap_file, span,
255                                        &zonefs_read_iomap_ops);
256 }
257
258 static const struct address_space_operations zonefs_file_aops = {
259         .read_folio             = zonefs_read_folio,
260         .readahead              = zonefs_readahead,
261         .writepages             = zonefs_writepages,
262         .dirty_folio            = filemap_dirty_folio,
263         .release_folio          = iomap_release_folio,
264         .invalidate_folio       = iomap_invalidate_folio,
265         .migrate_folio          = filemap_migrate_folio,
266         .is_partially_uptodate  = iomap_is_partially_uptodate,
267         .error_remove_page      = generic_error_remove_page,
268         .direct_IO              = noop_direct_IO,
269         .swap_activate          = zonefs_swap_activate,
270 };
271
272 static void zonefs_update_stats(struct inode *inode, loff_t new_isize)
273 {
274         struct super_block *sb = inode->i_sb;
275         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
276         loff_t old_isize = i_size_read(inode);
277         loff_t nr_blocks;
278
279         if (new_isize == old_isize)
280                 return;
281
282         spin_lock(&sbi->s_lock);
283
284         /*
285          * This may be called for an update after an IO error.
286          * So beware of the values seen.
287          */
288         if (new_isize < old_isize) {
289                 nr_blocks = (old_isize - new_isize) >> sb->s_blocksize_bits;
290                 if (sbi->s_used_blocks > nr_blocks)
291                         sbi->s_used_blocks -= nr_blocks;
292                 else
293                         sbi->s_used_blocks = 0;
294         } else {
295                 sbi->s_used_blocks +=
296                         (new_isize - old_isize) >> sb->s_blocksize_bits;
297                 if (sbi->s_used_blocks > sbi->s_blocks)
298                         sbi->s_used_blocks = sbi->s_blocks;
299         }
300
301         spin_unlock(&sbi->s_lock);
302 }
303
304 /*
305  * Check a zone condition and adjust its file inode access permissions for
306  * offline and readonly zones. Return the inode size corresponding to the
307  * amount of readable data in the zone.
308  */
309 static loff_t zonefs_check_zone_condition(struct inode *inode,
310                                           struct blk_zone *zone, bool warn,
311                                           bool mount)
312 {
313         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
314
315         switch (zone->cond) {
316         case BLK_ZONE_COND_OFFLINE:
317                 /*
318                  * Dead zone: make the inode immutable, disable all accesses
319                  * and set the file size to 0 (zone wp set to zone start).
320                  */
321                 if (warn)
322                         zonefs_warn(inode->i_sb, "inode %lu: offline zone\n",
323                                     inode->i_ino);
324                 inode->i_flags |= S_IMMUTABLE;
325                 inode->i_mode &= ~0777;
326                 zone->wp = zone->start;
327                 return 0;
328         case BLK_ZONE_COND_READONLY:
329                 /*
330                  * The write pointer of read-only zones is invalid. If such a
331                  * zone is found during mount, the file size cannot be retrieved
332                  * so we treat the zone as offline (mount == true case).
333                  * Otherwise, keep the file size as it was when last updated
334                  * so that the user can recover data. In both cases, writes are
335                  * always disabled for the zone.
336                  */
337                 if (warn)
338                         zonefs_warn(inode->i_sb, "inode %lu: read-only zone\n",
339                                     inode->i_ino);
340                 inode->i_flags |= S_IMMUTABLE;
341                 if (mount) {
342                         zone->cond = BLK_ZONE_COND_OFFLINE;
343                         inode->i_mode &= ~0777;
344                         zone->wp = zone->start;
345                         return 0;
346                 }
347                 inode->i_mode &= ~0222;
348                 return i_size_read(inode);
349         case BLK_ZONE_COND_FULL:
350                 /* The write pointer of full zones is invalid. */
351                 return zi->i_max_size;
352         default:
353                 if (zi->i_ztype == ZONEFS_ZTYPE_CNV)
354                         return zi->i_max_size;
355                 return (zone->wp - zone->start) << SECTOR_SHIFT;
356         }
357 }
358
359 struct zonefs_ioerr_data {
360         struct inode    *inode;
361         bool            write;
362 };
363
364 static int zonefs_io_error_cb(struct blk_zone *zone, unsigned int idx,
365                               void *data)
366 {
367         struct zonefs_ioerr_data *err = data;
368         struct inode *inode = err->inode;
369         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
370         struct super_block *sb = inode->i_sb;
371         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
372         loff_t isize, data_size;
373
374         /*
375          * Check the zone condition: if the zone is not "bad" (offline or
376          * read-only), read errors are simply signaled to the IO issuer as long
377          * as there is no inconsistency between the inode size and the amount of
378          * data writen in the zone (data_size).
379          */
380         data_size = zonefs_check_zone_condition(inode, zone, true, false);
381         isize = i_size_read(inode);
382         if (zone->cond != BLK_ZONE_COND_OFFLINE &&
383             zone->cond != BLK_ZONE_COND_READONLY &&
384             !err->write && isize == data_size)
385                 return 0;
386
387         /*
388          * At this point, we detected either a bad zone or an inconsistency
389          * between the inode size and the amount of data written in the zone.
390          * For the latter case, the cause may be a write IO error or an external
391          * action on the device. Two error patterns exist:
392          * 1) The inode size is lower than the amount of data in the zone:
393          *    a write operation partially failed and data was writen at the end
394          *    of the file. This can happen in the case of a large direct IO
395          *    needing several BIOs and/or write requests to be processed.
396          * 2) The inode size is larger than the amount of data in the zone:
397          *    this can happen with a deferred write error with the use of the
398          *    device side write cache after getting successful write IO
399          *    completions. Other possibilities are (a) an external corruption,
400          *    e.g. an application reset the zone directly, or (b) the device
401          *    has a serious problem (e.g. firmware bug).
402          *
403          * In all cases, warn about inode size inconsistency and handle the
404          * IO error according to the zone condition and to the mount options.
405          */
406         if (zi->i_ztype == ZONEFS_ZTYPE_SEQ && isize != data_size)
407                 zonefs_warn(sb, "inode %lu: invalid size %lld (should be %lld)\n",
408                             inode->i_ino, isize, data_size);
409
410         /*
411          * First handle bad zones signaled by hardware. The mount options
412          * errors=zone-ro and errors=zone-offline result in changing the
413          * zone condition to read-only and offline respectively, as if the
414          * condition was signaled by the hardware.
415          */
416         if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_OFFLINE ||
417             sbi->s_mount_opts & ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_ZOL) {
418                 zonefs_warn(sb, "inode %lu: read/write access disabled\n",
419                             inode->i_ino);
420                 if (zone->cond != BLK_ZONE_COND_OFFLINE) {
421                         zone->cond = BLK_ZONE_COND_OFFLINE;
422                         data_size = zonefs_check_zone_condition(inode, zone,
423                                                                 false, false);
424                 }
425         } else if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_READONLY ||
426                    sbi->s_mount_opts & ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_ZRO) {
427                 zonefs_warn(sb, "inode %lu: write access disabled\n",
428                             inode->i_ino);
429                 if (zone->cond != BLK_ZONE_COND_READONLY) {
430                         zone->cond = BLK_ZONE_COND_READONLY;
431                         data_size = zonefs_check_zone_condition(inode, zone,
432                                                                 false, false);
433                 }
434         }
435
436         /*
437          * If the filesystem is mounted with the explicit-open mount option, we
438          * need to clear the ZONEFS_ZONE_OPEN flag if the zone transitioned to
439          * the read-only or offline condition, to avoid attempting an explicit
440          * close of the zone when the inode file is closed.
441          */
442         if ((sbi->s_mount_opts & ZONEFS_MNTOPT_EXPLICIT_OPEN) &&
443             (zone->cond == BLK_ZONE_COND_OFFLINE ||
444              zone->cond == BLK_ZONE_COND_READONLY))
445                 zi->i_flags &= ~ZONEFS_ZONE_OPEN;
446
447         /*
448          * If error=remount-ro was specified, any error result in remounting
449          * the volume as read-only.
450          */
451         if ((sbi->s_mount_opts & ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_RO) && !sb_rdonly(sb)) {
452                 zonefs_warn(sb, "remounting filesystem read-only\n");
453                 sb->s_flags |= SB_RDONLY;
454         }
455
456         /*
457          * Update block usage stats and the inode size  to prevent access to
458          * invalid data.
459          */
460         zonefs_update_stats(inode, data_size);
461         zonefs_i_size_write(inode, data_size);
462         zi->i_wpoffset = data_size;
463         zonefs_account_active(inode);
464
465         return 0;
466 }
467
468 /*
469  * When an file IO error occurs, check the file zone to see if there is a change
470  * in the zone condition (e.g. offline or read-only). For a failed write to a
471  * sequential zone, the zone write pointer position must also be checked to
472  * eventually correct the file size and zonefs inode write pointer offset
473  * (which can be out of sync with the drive due to partial write failures).
474  */
475 static void __zonefs_io_error(struct inode *inode, bool write)
476 {
477         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
478         struct super_block *sb = inode->i_sb;
479         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
480         unsigned int noio_flag;
481         unsigned int nr_zones =
482                 zi->i_zone_size >> (sbi->s_zone_sectors_shift + SECTOR_SHIFT);
483         struct zonefs_ioerr_data err = {
484                 .inode = inode,
485                 .write = write,
486         };
487         int ret;
488
489         /*
490          * Memory allocations in blkdev_report_zones() can trigger a memory
491          * reclaim which may in turn cause a recursion into zonefs as well as
492          * struct request allocations for the same device. The former case may
493          * end up in a deadlock on the inode truncate mutex, while the latter
494          * may prevent IO forward progress. Executing the report zones under
495          * the GFP_NOIO context avoids both problems.
496          */
497         noio_flag = memalloc_noio_save();
498         ret = blkdev_report_zones(sb->s_bdev, zi->i_zsector, nr_zones,
499                                   zonefs_io_error_cb, &err);
500         if (ret != nr_zones)
501                 zonefs_err(sb, "Get inode %lu zone information failed %d\n",
502                            inode->i_ino, ret);
503         memalloc_noio_restore(noio_flag);
504 }
505
506 static void zonefs_io_error(struct inode *inode, bool write)
507 {
508         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
509
510         mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
511         __zonefs_io_error(inode, write);
512         mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
513 }
514
515 static int zonefs_file_truncate(struct inode *inode, loff_t isize)
516 {
517         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
518         loff_t old_isize;
519         enum req_op op;
520         int ret = 0;
521
522         /*
523          * Only sequential zone files can be truncated and truncation is allowed
524          * only down to a 0 size, which is equivalent to a zone reset, and to
525          * the maximum file size, which is equivalent to a zone finish.
526          */
527         if (zi->i_ztype != ZONEFS_ZTYPE_SEQ)
528                 return -EPERM;
529
530         if (!isize)
531                 op = REQ_OP_ZONE_RESET;
532         else if (isize == zi->i_max_size)
533                 op = REQ_OP_ZONE_FINISH;
534         else
535                 return -EPERM;
536
537         inode_dio_wait(inode);
538
539         /* Serialize against page faults */
540         filemap_invalidate_lock(inode->i_mapping);
541
542         /* Serialize against zonefs_iomap_begin() */
543         mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
544
545         old_isize = i_size_read(inode);
546         if (isize == old_isize)
547                 goto unlock;
548
549         ret = zonefs_zone_mgmt(inode, op);
550         if (ret)
551                 goto unlock;
552
553         /*
554          * If the mount option ZONEFS_MNTOPT_EXPLICIT_OPEN is set,
555          * take care of open zones.
556          */
557         if (zi->i_flags & ZONEFS_ZONE_OPEN) {
558                 /*
559                  * Truncating a zone to EMPTY or FULL is the equivalent of
560                  * closing the zone. For a truncation to 0, we need to
561                  * re-open the zone to ensure new writes can be processed.
562                  * For a truncation to the maximum file size, the zone is
563                  * closed and writes cannot be accepted anymore, so clear
564                  * the open flag.
565                  */
566                 if (!isize)
567                         ret = zonefs_zone_mgmt(inode, REQ_OP_ZONE_OPEN);
568                 else
569                         zi->i_flags &= ~ZONEFS_ZONE_OPEN;
570         }
571
572         zonefs_update_stats(inode, isize);
573         truncate_setsize(inode, isize);
574         zi->i_wpoffset = isize;
575         zonefs_account_active(inode);
576
577 unlock:
578         mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
579         filemap_invalidate_unlock(inode->i_mapping);
580
581         return ret;
582 }
583
584 static int zonefs_inode_setattr(struct user_namespace *mnt_userns,
585                                 struct dentry *dentry, struct iattr *iattr)
586 {
587         struct inode *inode = d_inode(dentry);
588         int ret;
589
590         if (unlikely(IS_IMMUTABLE(inode)))
591                 return -EPERM;
592
593         ret = setattr_prepare(&init_user_ns, dentry, iattr);
594         if (ret)
595                 return ret;
596
597         /*
598          * Since files and directories cannot be created nor deleted, do not
599          * allow setting any write attributes on the sub-directories grouping
600          * files by zone type.
601          */
602         if ((iattr->ia_valid & ATTR_MODE) && S_ISDIR(inode->i_mode) &&
603             (iattr->ia_mode & 0222))
604                 return -EPERM;
605
606         if (((iattr->ia_valid & ATTR_UID) &&
607              !uid_eq(iattr->ia_uid, inode->i_uid)) ||
608             ((iattr->ia_valid & ATTR_GID) &&
609              !gid_eq(iattr->ia_gid, inode->i_gid))) {
610                 ret = dquot_transfer(mnt_userns, inode, iattr);
611                 if (ret)
612                         return ret;
613         }
614
615         if (iattr->ia_valid & ATTR_SIZE) {
616                 ret = zonefs_file_truncate(inode, iattr->ia_size);
617                 if (ret)
618                         return ret;
619         }
620
621         setattr_copy(&init_user_ns, inode, iattr);
622
623         return 0;
624 }
625
626 static const struct inode_operations zonefs_file_inode_operations = {
627         .setattr        = zonefs_inode_setattr,
628 };
629
630 static int zonefs_file_fsync(struct file *file, loff_t start, loff_t end,
631                              int datasync)
632 {
633         struct inode *inode = file_inode(file);
634         int ret = 0;
635
636         if (unlikely(IS_IMMUTABLE(inode)))
637                 return -EPERM;
638
639         /*
640          * Since only direct writes are allowed in sequential files, page cache
641          * flush is needed only for conventional zone files.
642          */
643         if (ZONEFS_I(inode)->i_ztype == ZONEFS_ZTYPE_CNV)
644                 ret = file_write_and_wait_range(file, start, end);
645         if (!ret)
646                 ret = blkdev_issue_flush(inode->i_sb->s_bdev);
647
648         if (ret)
649                 zonefs_io_error(inode, true);
650
651         return ret;
652 }
653
654 static vm_fault_t zonefs_filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
655 {
656         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
657         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
658         vm_fault_t ret;
659
660         if (unlikely(IS_IMMUTABLE(inode)))
661                 return VM_FAULT_SIGBUS;
662
663         /*
664          * Sanity check: only conventional zone files can have shared
665          * writeable mappings.
666          */
667         if (WARN_ON_ONCE(zi->i_ztype != ZONEFS_ZTYPE_CNV))
668                 return VM_FAULT_NOPAGE;
669
670         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
671         file_update_time(vmf->vma->vm_file);
672
673         /* Serialize against truncates */
674         filemap_invalidate_lock_shared(inode->i_mapping);
675         ret = iomap_page_mkwrite(vmf, &zonefs_write_iomap_ops);
676         filemap_invalidate_unlock_shared(inode->i_mapping);
677
678         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
679         return ret;
680 }
681
682 static const struct vm_operations_struct zonefs_file_vm_ops = {
683         .fault          = filemap_fault,
684         .map_pages      = filemap_map_pages,
685         .page_mkwrite   = zonefs_filemap_page_mkwrite,
686 };
687
688 static int zonefs_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
689 {
690         /*
691          * Conventional zones accept random writes, so their files can support
692          * shared writable mappings. For sequential zone files, only read
693          * mappings are possible since there are no guarantees for write
694          * ordering between msync() and page cache writeback.
695          */
696         if (ZONEFS_I(file_inode(file))->i_ztype == ZONEFS_ZTYPE_SEQ &&
697             (vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
698                 return -EINVAL;
699
700         file_accessed(file);
701         vma->vm_ops = &zonefs_file_vm_ops;
702
703         return 0;
704 }
705
706 static loff_t zonefs_file_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
707 {
708         loff_t isize = i_size_read(file_inode(file));
709
710         /*
711          * Seeks are limited to below the zone size for conventional zones
712          * and below the zone write pointer for sequential zones. In both
713          * cases, this limit is the inode size.
714          */
715         return generic_file_llseek_size(file, offset, whence, isize, isize);
716 }
717
718 static int zonefs_file_write_dio_end_io(struct kiocb *iocb, ssize_t size,
719                                         int error, unsigned int flags)
720 {
721         struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
722         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
723
724         if (error) {
725                 zonefs_io_error(inode, true);
726                 return error;
727         }
728
729         if (size && zi->i_ztype != ZONEFS_ZTYPE_CNV) {
730                 /*
731                  * Note that we may be seeing completions out of order,
732                  * but that is not a problem since a write completed
733                  * successfully necessarily means that all preceding writes
734                  * were also successful. So we can safely increase the inode
735                  * size to the write end location.
736                  */
737                 mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
738                 if (i_size_read(inode) < iocb->ki_pos + size) {
739                         zonefs_update_stats(inode, iocb->ki_pos + size);
740                         zonefs_i_size_write(inode, iocb->ki_pos + size);
741                 }
742                 mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
743         }
744
745         return 0;
746 }
747
748 static const struct iomap_dio_ops zonefs_write_dio_ops = {
749         .end_io                 = zonefs_file_write_dio_end_io,
750 };
751
752 static ssize_t zonefs_file_dio_append(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
753 {
754         struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
755         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
756         struct block_device *bdev = inode->i_sb->s_bdev;
757         unsigned int max = bdev_max_zone_append_sectors(bdev);
758         struct bio *bio;
759         ssize_t size;
760         int nr_pages;
761         ssize_t ret;
762
763         max = ALIGN_DOWN(max << SECTOR_SHIFT, inode->i_sb->s_blocksize);
764         iov_iter_truncate(from, max);
765
766         nr_pages = iov_iter_npages(from, BIO_MAX_VECS);
767         if (!nr_pages)
768                 return 0;
769
770         bio = bio_alloc(bdev, nr_pages,
771                         REQ_OP_ZONE_APPEND | REQ_SYNC | REQ_IDLE, GFP_NOFS);
772         bio->bi_iter.bi_sector = zi->i_zsector;
773         bio->bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
774         if (iocb_is_dsync(iocb))
775                 bio->bi_opf |= REQ_FUA;
776
777         ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, from);
778         if (unlikely(ret))
779                 goto out_release;
780
781         size = bio->bi_iter.bi_size;
782         task_io_account_write(size);
783
784         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
785                 bio_set_polled(bio, iocb);
786
787         ret = submit_bio_wait(bio);
788
789         zonefs_file_write_dio_end_io(iocb, size, ret, 0);
790         trace_zonefs_file_dio_append(inode, size, ret);
791
792 out_release:
793         bio_release_pages(bio, false);
794         bio_put(bio);
795
796         if (ret >= 0) {
797                 iocb->ki_pos += size;
798                 return size;
799         }
800
801         return ret;
802 }
803
804 /*
805  * Do not exceed the LFS limits nor the file zone size. If pos is under the
806  * limit it becomes a short access. If it exceeds the limit, return -EFBIG.
807  */
808 static loff_t zonefs_write_check_limits(struct file *file, loff_t pos,
809                                         loff_t count)
810 {
811         struct inode *inode = file_inode(file);
812         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
813         loff_t limit = rlimit(RLIMIT_FSIZE);
814         loff_t max_size = zi->i_max_size;
815
816         if (limit != RLIM_INFINITY) {
817                 if (pos >= limit) {
818                         send_sig(SIGXFSZ, current, 0);
819                         return -EFBIG;
820                 }
821                 count = min(count, limit - pos);
822         }
823
824         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE))
825                 max_size = min_t(loff_t, MAX_NON_LFS, max_size);
826
827         if (unlikely(pos >= max_size))
828                 return -EFBIG;
829
830         return min(count, max_size - pos);
831 }
832
833 static ssize_t zonefs_write_checks(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
834 {
835         struct file *file = iocb->ki_filp;
836         struct inode *inode = file_inode(file);
837         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
838         loff_t count;
839
840         if (IS_SWAPFILE(inode))
841                 return -ETXTBSY;
842
843         if (!iov_iter_count(from))
844                 return 0;
845
846         if ((iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) && !(iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT))
847                 return -EINVAL;
848
849         if (iocb->ki_flags & IOCB_APPEND) {
850                 if (zi->i_ztype != ZONEFS_ZTYPE_SEQ)
851                         return -EINVAL;
852                 mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
853                 iocb->ki_pos = zi->i_wpoffset;
854                 mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
855         }
856
857         count = zonefs_write_check_limits(file, iocb->ki_pos,
858                                           iov_iter_count(from));
859         if (count < 0)
860                 return count;
861
862         iov_iter_truncate(from, count);
863         return iov_iter_count(from);
864 }
865
866 /*
867  * Handle direct writes. For sequential zone files, this is the only possible
868  * write path. For these files, check that the user is issuing writes
869  * sequentially from the end of the file. This code assumes that the block layer
870  * delivers write requests to the device in sequential order. This is always the
871  * case if a block IO scheduler implementing the ELEVATOR_F_ZBD_SEQ_WRITE
872  * elevator feature is being used (e.g. mq-deadline). The block layer always
873  * automatically select such an elevator for zoned block devices during the
874  * device initialization.
875  */
876 static ssize_t zonefs_file_dio_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
877 {
878         struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
879         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
880         struct super_block *sb = inode->i_sb;
881         bool sync = is_sync_kiocb(iocb);
882         bool append = false;
883         ssize_t ret, count;
884
885         /*
886          * For async direct IOs to sequential zone files, refuse IOCB_NOWAIT
887          * as this can cause write reordering (e.g. the first aio gets EAGAIN
888          * on the inode lock but the second goes through but is now unaligned).
889          */
890         if (zi->i_ztype == ZONEFS_ZTYPE_SEQ && !sync &&
891             (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT))
892                 return -EOPNOTSUPP;
893
894         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
895                 if (!inode_trylock(inode))
896                         return -EAGAIN;
897         } else {
898                 inode_lock(inode);
899         }
900
901         count = zonefs_write_checks(iocb, from);
902         if (count <= 0) {
903                 ret = count;
904                 goto inode_unlock;
905         }
906
907         if ((iocb->ki_pos | count) & (sb->s_blocksize - 1)) {
908                 ret = -EINVAL;
909                 goto inode_unlock;
910         }
911
912         /* Enforce sequential writes (append only) in sequential zones */
913         if (zi->i_ztype == ZONEFS_ZTYPE_SEQ) {
914                 mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
915                 if (iocb->ki_pos != zi->i_wpoffset) {
916                         mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
917                         ret = -EINVAL;
918                         goto inode_unlock;
919                 }
920                 mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
921                 append = sync;
922         }
923
924         if (append)
925                 ret = zonefs_file_dio_append(iocb, from);
926         else
927                 ret = iomap_dio_rw(iocb, from, &zonefs_write_iomap_ops,
928                                    &zonefs_write_dio_ops, 0, NULL, 0);
929         if (zi->i_ztype == ZONEFS_ZTYPE_SEQ &&
930             (ret > 0 || ret == -EIOCBQUEUED)) {
931                 if (ret > 0)
932                         count = ret;
933
934                 /*
935                  * Update the zone write pointer offset assuming the write
936                  * operation succeeded. If it did not, the error recovery path
937                  * will correct it. Also do active seq file accounting.
938                  */
939                 mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
940                 zi->i_wpoffset += count;
941                 zonefs_account_active(inode);
942                 mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
943         }
944
945 inode_unlock:
946         inode_unlock(inode);
947
948         return ret;
949 }
950
951 static ssize_t zonefs_file_buffered_write(struct kiocb *iocb,
952                                           struct iov_iter *from)
953 {
954         struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
955         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
956         ssize_t ret;
957
958         /*
959          * Direct IO writes are mandatory for sequential zone files so that the
960          * write IO issuing order is preserved.
961          */
962         if (zi->i_ztype != ZONEFS_ZTYPE_CNV)
963                 return -EIO;
964
965         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
966                 if (!inode_trylock(inode))
967                         return -EAGAIN;
968         } else {
969                 inode_lock(inode);
970         }
971
972         ret = zonefs_write_checks(iocb, from);
973         if (ret <= 0)
974                 goto inode_unlock;
975
976         ret = iomap_file_buffered_write(iocb, from, &zonefs_write_iomap_ops);
977         if (ret > 0)
978                 iocb->ki_pos += ret;
979         else if (ret == -EIO)
980                 zonefs_io_error(inode, true);
981
982 inode_unlock:
983         inode_unlock(inode);
984         if (ret > 0)
985                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
986
987         return ret;
988 }
989
990 static ssize_t zonefs_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
991 {
992         struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
993
994         if (unlikely(IS_IMMUTABLE(inode)))
995                 return -EPERM;
996
997         if (sb_rdonly(inode->i_sb))
998                 return -EROFS;
999
1000         /* Write operations beyond the zone size are not allowed */
1001         if (iocb->ki_pos >= ZONEFS_I(inode)->i_max_size)
1002                 return -EFBIG;
1003
1004         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
1005                 ssize_t ret = zonefs_file_dio_write(iocb, from);
1006                 if (ret != -ENOTBLK)
1007                         return ret;
1008         }
1009
1010         return zonefs_file_buffered_write(iocb, from);
1011 }
1012
1013 static int zonefs_file_read_dio_end_io(struct kiocb *iocb, ssize_t size,
1014                                        int error, unsigned int flags)
1015 {
1016         if (error) {
1017                 zonefs_io_error(file_inode(iocb->ki_filp), false);
1018                 return error;
1019         }
1020
1021         return 0;
1022 }
1023
1024 static const struct iomap_dio_ops zonefs_read_dio_ops = {
1025         .end_io                 = zonefs_file_read_dio_end_io,
1026 };
1027
1028 static ssize_t zonefs_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1029 {
1030         struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
1031         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
1032         struct super_block *sb = inode->i_sb;
1033         loff_t isize;
1034         ssize_t ret;
1035
1036         /* Offline zones cannot be read */
1037         if (unlikely(IS_IMMUTABLE(inode) && !(inode->i_mode & 0777)))
1038                 return -EPERM;
1039
1040         if (iocb->ki_pos >= zi->i_max_size)
1041                 return 0;
1042
1043         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
1044                 if (!inode_trylock_shared(inode))
1045                         return -EAGAIN;
1046         } else {
1047                 inode_lock_shared(inode);
1048         }
1049
1050         /* Limit read operations to written data */
1051         mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
1052         isize = i_size_read(inode);
1053         if (iocb->ki_pos >= isize) {
1054                 mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
1055                 ret = 0;
1056                 goto inode_unlock;
1057         }
1058         iov_iter_truncate(to, isize - iocb->ki_pos);
1059         mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
1060
1061         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
1062                 size_t count = iov_iter_count(to);
1063
1064                 if ((iocb->ki_pos | count) & (sb->s_blocksize - 1)) {
1065                         ret = -EINVAL;
1066                         goto inode_unlock;
1067                 }
1068                 file_accessed(iocb->ki_filp);
1069                 ret = iomap_dio_rw(iocb, to, &zonefs_read_iomap_ops,
1070                                    &zonefs_read_dio_ops, 0, NULL, 0);
1071         } else {
1072                 ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
1073                 if (ret == -EIO)
1074                         zonefs_io_error(inode, false);
1075         }
1076
1077 inode_unlock:
1078         inode_unlock_shared(inode);
1079
1080         return ret;
1081 }
1082
1083 /*
1084  * Write open accounting is done only for sequential files.
1085  */
1086 static inline bool zonefs_seq_file_need_wro(struct inode *inode,
1087                                             struct file *file)
1088 {
1089         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
1090
1091         if (zi->i_ztype != ZONEFS_ZTYPE_SEQ)
1092                 return false;
1093
1094         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE))
1095                 return false;
1096
1097         return true;
1098 }
1099
1100 static int zonefs_seq_file_write_open(struct inode *inode)
1101 {
1102         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
1103         int ret = 0;
1104
1105         mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
1106
1107         if (!zi->i_wr_refcnt) {
1108                 struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(inode->i_sb);
1109                 unsigned int wro = atomic_inc_return(&sbi->s_wro_seq_files);
1110
1111                 if (sbi->s_mount_opts & ZONEFS_MNTOPT_EXPLICIT_OPEN) {
1112
1113                         if (sbi->s_max_wro_seq_files
1114                             && wro > sbi->s_max_wro_seq_files) {
1115                                 atomic_dec(&sbi->s_wro_seq_files);
1116                                 ret = -EBUSY;
1117                                 goto unlock;
1118                         }
1119
1120                         if (i_size_read(inode) < zi->i_max_size) {
1121                                 ret = zonefs_zone_mgmt(inode, REQ_OP_ZONE_OPEN);
1122                                 if (ret) {
1123                                         atomic_dec(&sbi->s_wro_seq_files);
1124                                         goto unlock;
1125                                 }
1126                                 zi->i_flags |= ZONEFS_ZONE_OPEN;
1127                                 zonefs_account_active(inode);
1128                         }
1129                 }
1130         }
1131
1132         zi->i_wr_refcnt++;
1133
1134 unlock:
1135         mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
1136
1137         return ret;
1138 }
1139
1140 static int zonefs_file_open(struct inode *inode, struct file *file)
1141 {
1142         int ret;
1143
1144         ret = generic_file_open(inode, file);
1145         if (ret)
1146                 return ret;
1147
1148         if (zonefs_seq_file_need_wro(inode, file))
1149                 return zonefs_seq_file_write_open(inode);
1150
1151         return 0;
1152 }
1153
1154 static void zonefs_seq_file_write_close(struct inode *inode)
1155 {
1156         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
1157         struct super_block *sb = inode->i_sb;
1158         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
1159         int ret = 0;
1160
1161         mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
1162
1163         zi->i_wr_refcnt--;
1164         if (zi->i_wr_refcnt)
1165                 goto unlock;
1166
1167         /*
1168          * The file zone may not be open anymore (e.g. the file was truncated to
1169          * its maximum size or it was fully written). For this case, we only
1170          * need to decrement the write open count.
1171          */
1172         if (zi->i_flags & ZONEFS_ZONE_OPEN) {
1173                 ret = zonefs_zone_mgmt(inode, REQ_OP_ZONE_CLOSE);
1174                 if (ret) {
1175                         __zonefs_io_error(inode, false);
1176                         /*
1177                          * Leaving zones explicitly open may lead to a state
1178                          * where most zones cannot be written (zone resources
1179                          * exhausted). So take preventive action by remounting
1180                          * read-only.
1181                          */
1182                         if (zi->i_flags & ZONEFS_ZONE_OPEN &&
1183                             !(sb->s_flags & SB_RDONLY)) {
1184                                 zonefs_warn(sb,
1185                                         "closing zone at %llu failed %d\n",
1186                                         zi->i_zsector, ret);
1187                                 zonefs_warn(sb,
1188                                         "remounting filesystem read-only\n");
1189                                 sb->s_flags |= SB_RDONLY;
1190                         }
1191                         goto unlock;
1192                 }
1193
1194                 zi->i_flags &= ~ZONEFS_ZONE_OPEN;
1195                 zonefs_account_active(inode);
1196         }
1197
1198         atomic_dec(&sbi->s_wro_seq_files);
1199
1200 unlock:
1201         mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
1202 }
1203
1204 static int zonefs_file_release(struct inode *inode, struct file *file)
1205 {
1206         /*
1207          * If we explicitly open a zone we must close it again as well, but the
1208          * zone management operation can fail (either due to an IO error or as
1209          * the zone has gone offline or read-only). Make sure we don't fail the
1210          * close(2) for user-space.
1211          */
1212         if (zonefs_seq_file_need_wro(inode, file))
1213                 zonefs_seq_file_write_close(inode);
1214
1215         return 0;
1216 }
1217
1218 static const struct file_operations zonefs_file_operations = {
1219         .open           = zonefs_file_open,
1220         .release        = zonefs_file_release,
1221         .fsync          = zonefs_file_fsync,
1222         .mmap           = zonefs_file_mmap,
1223         .llseek         = zonefs_file_llseek,
1224         .read_iter      = zonefs_file_read_iter,
1225         .write_iter     = zonefs_file_write_iter,
1226         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1227         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1228         .iopoll         = iocb_bio_iopoll,
1229 };
1230
1231 static struct kmem_cache *zonefs_inode_cachep;
1232
1233 static struct inode *zonefs_alloc_inode(struct super_block *sb)
1234 {
1235         struct zonefs_inode_info *zi;
1236
1237         zi = alloc_inode_sb(sb, zonefs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
1238         if (!zi)
1239                 return NULL;
1240
1241         inode_init_once(&zi->i_vnode);
1242         mutex_init(&zi->i_truncate_mutex);
1243         zi->i_wr_refcnt = 0;
1244         zi->i_flags = 0;
1245
1246         return &zi->i_vnode;
1247 }
1248
1249 static void zonefs_free_inode(struct inode *inode)
1250 {
1251         kmem_cache_free(zonefs_inode_cachep, ZONEFS_I(inode));
1252 }
1253
1254 /*
1255  * File system stat.
1256  */
1257 static int zonefs_statfs(struct dentry *dentry, struct kstatfs *buf)
1258 {
1259         struct super_block *sb = dentry->d_sb;
1260         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
1261         enum zonefs_ztype t;
1262
1263         buf->f_type = ZONEFS_MAGIC;
1264         buf->f_bsize = sb->s_blocksize;
1265         buf->f_namelen = ZONEFS_NAME_MAX;
1266
1267         spin_lock(&sbi->s_lock);
1268
1269         buf->f_blocks = sbi->s_blocks;
1270         if (WARN_ON(sbi->s_used_blocks > sbi->s_blocks))
1271                 buf->f_bfree = 0;
1272         else
1273                 buf->f_bfree = buf->f_blocks - sbi->s_used_blocks;
1274         buf->f_bavail = buf->f_bfree;
1275
1276         for (t = 0; t < ZONEFS_ZTYPE_MAX; t++) {
1277                 if (sbi->s_nr_files[t])
1278                         buf->f_files += sbi->s_nr_files[t] + 1;
1279         }
1280         buf->f_ffree = 0;
1281
1282         spin_unlock(&sbi->s_lock);
1283
1284         buf->f_fsid = uuid_to_fsid(sbi->s_uuid.b);
1285
1286         return 0;
1287 }
1288
1289 enum {
1290         Opt_errors_ro, Opt_errors_zro, Opt_errors_zol, Opt_errors_repair,
1291         Opt_explicit_open, Opt_err,
1292 };
1293
1294 static const match_table_t tokens = {
1295         { Opt_errors_ro,        "errors=remount-ro"},
1296         { Opt_errors_zro,       "errors=zone-ro"},
1297         { Opt_errors_zol,       "errors=zone-offline"},
1298         { Opt_errors_repair,    "errors=repair"},
1299         { Opt_explicit_open,    "explicit-open" },
1300         { Opt_err,              NULL}
1301 };
1302
1303 static int zonefs_parse_options(struct super_block *sb, char *options)
1304 {
1305         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
1306         substring_t args[MAX_OPT_ARGS];
1307         char *p;
1308
1309         if (!options)
1310                 return 0;
1311
1312         while ((p = strsep(&options, ",")) != NULL) {
1313                 int token;
1314
1315                 if (!*p)
1316                         continue;
1317
1318                 token = match_token(p, tokens, args);
1319                 switch (token) {
1320                 case Opt_errors_ro:
1321                         sbi->s_mount_opts &= ~ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_MASK;
1322                         sbi->s_mount_opts |= ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_RO;
1323                         break;
1324                 case Opt_errors_zro:
1325                         sbi->s_mount_opts &= ~ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_MASK;
1326                         sbi->s_mount_opts |= ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_ZRO;
1327                         break;
1328                 case Opt_errors_zol:
1329                         sbi->s_mount_opts &= ~ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_MASK;
1330                         sbi->s_mount_opts |= ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_ZOL;
1331                         break;
1332                 case Opt_errors_repair:
1333                         sbi->s_mount_opts &= ~ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_MASK;
1334                         sbi->s_mount_opts |= ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_REPAIR;
1335                         break;
1336                 case Opt_explicit_open:
1337                         sbi->s_mount_opts |= ZONEFS_MNTOPT_EXPLICIT_OPEN;
1338                         break;
1339                 default:
1340                         return -EINVAL;
1341                 }
1342         }
1343
1344         return 0;
1345 }
1346
1347 static int zonefs_show_options(struct seq_file *seq, struct dentry *root)
1348 {
1349         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(root->d_sb);
1350
1351         if (sbi->s_mount_opts & ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_RO)
1352                 seq_puts(seq, ",errors=remount-ro");
1353         if (sbi->s_mount_opts & ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_ZRO)
1354                 seq_puts(seq, ",errors=zone-ro");
1355         if (sbi->s_mount_opts & ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_ZOL)
1356                 seq_puts(seq, ",errors=zone-offline");
1357         if (sbi->s_mount_opts & ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_REPAIR)
1358                 seq_puts(seq, ",errors=repair");
1359
1360         return 0;
1361 }
1362
1363 static int zonefs_remount(struct super_block *sb, int *flags, char *data)
1364 {
1365         sync_filesystem(sb);
1366
1367         return zonefs_parse_options(sb, data);
1368 }
1369
1370 static const struct super_operations zonefs_sops = {
1371         .alloc_inode    = zonefs_alloc_inode,
1372         .free_inode     = zonefs_free_inode,
1373         .statfs         = zonefs_statfs,
1374         .remount_fs     = zonefs_remount,
1375         .show_options   = zonefs_show_options,
1376 };
1377
1378 static const struct inode_operations zonefs_dir_inode_operations = {
1379         .lookup         = simple_lookup,
1380         .setattr        = zonefs_inode_setattr,
1381 };
1382
1383 static void zonefs_init_dir_inode(struct inode *parent, struct inode *inode,
1384                                   enum zonefs_ztype type)
1385 {
1386         struct super_block *sb = parent->i_sb;
1387
1388         inode->i_ino = bdev_nr_zones(sb->s_bdev) + type + 1;
1389         inode_init_owner(&init_user_ns, inode, parent, S_IFDIR | 0555);
1390         inode->i_op = &zonefs_dir_inode_operations;
1391         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
1392         set_nlink(inode, 2);
1393         inc_nlink(parent);
1394 }
1395
1396 static int zonefs_init_file_inode(struct inode *inode, struct blk_zone *zone,
1397                                   enum zonefs_ztype type)
1398 {
1399         struct super_block *sb = inode->i_sb;
1400         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
1401         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
1402         int ret = 0;
1403
1404         inode->i_ino = zone->start >> sbi->s_zone_sectors_shift;
1405         inode->i_mode = S_IFREG | sbi->s_perm;
1406
1407         zi->i_ztype = type;
1408         zi->i_zsector = zone->start;
1409         zi->i_zone_size = zone->len << SECTOR_SHIFT;
1410
1411         zi->i_max_size = min_t(loff_t, MAX_LFS_FILESIZE,
1412                                zone->capacity << SECTOR_SHIFT);
1413         zi->i_wpoffset = zonefs_check_zone_condition(inode, zone, true, true);
1414
1415         inode->i_uid = sbi->s_uid;
1416         inode->i_gid = sbi->s_gid;
1417         inode->i_size = zi->i_wpoffset;
1418         inode->i_blocks = zi->i_max_size >> SECTOR_SHIFT;
1419
1420         inode->i_op = &zonefs_file_inode_operations;
1421         inode->i_fop = &zonefs_file_operations;
1422         inode->i_mapping->a_ops = &zonefs_file_aops;
1423
1424         sb->s_maxbytes = max(zi->i_max_size, sb->s_maxbytes);
1425         sbi->s_blocks += zi->i_max_size >> sb->s_blocksize_bits;
1426         sbi->s_used_blocks += zi->i_wpoffset >> sb->s_blocksize_bits;
1427
1428         mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
1429
1430         /*
1431          * For sequential zones, make sure that any open zone is closed first
1432          * to ensure that the initial number of open zones is 0, in sync with
1433          * the open zone accounting done when the mount option
1434          * ZONEFS_MNTOPT_EXPLICIT_OPEN is used.
1435          */
1436         if (type == ZONEFS_ZTYPE_SEQ &&
1437             (zone->cond == BLK_ZONE_COND_IMP_OPEN ||
1438              zone->cond == BLK_ZONE_COND_EXP_OPEN)) {
1439                 ret = zonefs_zone_mgmt(inode, REQ_OP_ZONE_CLOSE);
1440                 if (ret)
1441                         goto unlock;
1442         }
1443
1444         zonefs_account_active(inode);
1445
1446 unlock:
1447         mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
1448
1449         return ret;
1450 }
1451
1452 static struct dentry *zonefs_create_inode(struct dentry *parent,
1453                                         const char *name, struct blk_zone *zone,
1454                                         enum zonefs_ztype type)
1455 {
1456         struct inode *dir = d_inode(parent);
1457         struct dentry *dentry;
1458         struct inode *inode;
1459         int ret;
1460
1461         dentry = d_alloc_name(parent, name);
1462         if (!dentry)
1463                 return NULL;
1464
1465         inode = new_inode(parent->d_sb);
1466         if (!inode)
1467                 goto dput;
1468
1469         inode->i_ctime = inode->i_mtime = inode->i_atime = dir->i_ctime;
1470         if (zone) {
1471                 ret = zonefs_init_file_inode(inode, zone, type);
1472                 if (ret) {
1473                         iput(inode);
1474                         goto dput;
1475                 }
1476         } else {
1477                 zonefs_init_dir_inode(dir, inode, type);
1478         }
1479
1480         d_add(dentry, inode);
1481         dir->i_size++;
1482
1483         return dentry;
1484
1485 dput:
1486         dput(dentry);
1487
1488         return NULL;
1489 }
1490
1491 struct zonefs_zone_data {
1492         struct super_block      *sb;
1493         unsigned int            nr_zones[ZONEFS_ZTYPE_MAX];
1494         struct blk_zone         *zones;
1495 };
1496
1497 /*
1498  * Create a zone group and populate it with zone files.
1499  */
1500 static int zonefs_create_zgroup(struct zonefs_zone_data *zd,
1501                                 enum zonefs_ztype type)
1502 {
1503         struct super_block *sb = zd->sb;
1504         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
1505         struct blk_zone *zone, *next, *end;
1506         const char *zgroup_name;
1507         char *file_name;
1508         struct dentry *dir;
1509         unsigned int n = 0;
1510         int ret;
1511
1512         /* If the group is empty, there is nothing to do */
1513         if (!zd->nr_zones[type])
1514                 return 0;
1515
1516         file_name = kmalloc(ZONEFS_NAME_MAX, GFP_KERNEL);
1517         if (!file_name)
1518                 return -ENOMEM;
1519
1520         if (type == ZONEFS_ZTYPE_CNV)
1521                 zgroup_name = "cnv";
1522         else
1523                 zgroup_name = "seq";
1524
1525         dir = zonefs_create_inode(sb->s_root, zgroup_name, NULL, type);
1526         if (!dir) {
1527                 ret = -ENOMEM;
1528                 goto free;
1529         }
1530
1531         /*
1532          * The first zone contains the super block: skip it.
1533          */
1534         end = zd->zones + bdev_nr_zones(sb->s_bdev);
1535         for (zone = &zd->zones[1]; zone < end; zone = next) {
1536
1537                 next = zone + 1;
1538                 if (zonefs_zone_type(zone) != type)
1539                         continue;
1540
1541                 /*
1542                  * For conventional zones, contiguous zones can be aggregated
1543                  * together to form larger files. Note that this overwrites the
1544                  * length of the first zone of the set of contiguous zones
1545                  * aggregated together. If one offline or read-only zone is
1546                  * found, assume that all zones aggregated have the same
1547                  * condition.
1548                  */
1549                 if (type == ZONEFS_ZTYPE_CNV &&
1550                     (sbi->s_features & ZONEFS_F_AGGRCNV)) {
1551                         for (; next < end; next++) {
1552                                 if (zonefs_zone_type(next) != type)
1553                                         break;
1554                                 zone->len += next->len;
1555                                 zone->capacity += next->capacity;
1556                                 if (next->cond == BLK_ZONE_COND_READONLY &&
1557                                     zone->cond != BLK_ZONE_COND_OFFLINE)
1558                                         zone->cond = BLK_ZONE_COND_READONLY;
1559                                 else if (next->cond == BLK_ZONE_COND_OFFLINE)
1560                                         zone->cond = BLK_ZONE_COND_OFFLINE;
1561                         }
1562                         if (zone->capacity != zone->len) {
1563                                 zonefs_err(sb, "Invalid conventional zone capacity\n");
1564                                 ret = -EINVAL;
1565                                 goto free;
1566                         }
1567                 }
1568
1569                 /*
1570                  * Use the file number within its group as file name.
1571                  */
1572                 snprintf(file_name, ZONEFS_NAME_MAX - 1, "%u", n);
1573                 if (!zonefs_create_inode(dir, file_name, zone, type)) {
1574                         ret = -ENOMEM;
1575                         goto free;
1576                 }
1577
1578                 n++;
1579         }
1580
1581         zonefs_info(sb, "Zone group \"%s\" has %u file%s\n",
1582                     zgroup_name, n, n > 1 ? "s" : "");
1583
1584         sbi->s_nr_files[type] = n;
1585         ret = 0;
1586
1587 free:
1588         kfree(file_name);
1589
1590         return ret;
1591 }
1592
1593 static int zonefs_get_zone_info_cb(struct blk_zone *zone, unsigned int idx,
1594                                    void *data)
1595 {
1596         struct zonefs_zone_data *zd = data;
1597
1598         /*
1599          * Count the number of usable zones: the first zone at index 0 contains
1600          * the super block and is ignored.
1601          */
1602         switch (zone->type) {
1603         case BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL:
1604                 zone->wp = zone->start + zone->len;
1605                 if (idx)
1606                         zd->nr_zones[ZONEFS_ZTYPE_CNV]++;
1607                 break;
1608         case BLK_ZONE_TYPE_SEQWRITE_REQ:
1609         case BLK_ZONE_TYPE_SEQWRITE_PREF:
1610                 if (idx)
1611                         zd->nr_zones[ZONEFS_ZTYPE_SEQ]++;
1612                 break;
1613         default:
1614                 zonefs_err(zd->sb, "Unsupported zone type 0x%x\n",
1615                            zone->type);
1616                 return -EIO;
1617         }
1618
1619         memcpy(&zd->zones[idx], zone, sizeof(struct blk_zone));
1620
1621         return 0;
1622 }
1623
1624 static int zonefs_get_zone_info(struct zonefs_zone_data *zd)
1625 {
1626         struct block_device *bdev = zd->sb->s_bdev;
1627         int ret;
1628
1629         zd->zones = kvcalloc(bdev_nr_zones(bdev), sizeof(struct blk_zone),
1630                              GFP_KERNEL);
1631         if (!zd->zones)
1632                 return -ENOMEM;
1633
1634         /* Get zones information from the device */
1635         ret = blkdev_report_zones(bdev, 0, BLK_ALL_ZONES,
1636                                   zonefs_get_zone_info_cb, zd);
1637         if (ret < 0) {
1638                 zonefs_err(zd->sb, "Zone report failed %d\n", ret);
1639                 return ret;
1640         }
1641
1642         if (ret != bdev_nr_zones(bdev)) {
1643                 zonefs_err(zd->sb, "Invalid zone report (%d/%u zones)\n",
1644                            ret, bdev_nr_zones(bdev));
1645                 return -EIO;
1646         }
1647
1648         return 0;
1649 }
1650
1651 static inline void zonefs_cleanup_zone_info(struct zonefs_zone_data *zd)
1652 {
1653         kvfree(zd->zones);
1654 }
1655
1656 /*
1657  * Read super block information from the device.
1658  */
1659 static int zonefs_read_super(struct super_block *sb)
1660 {
1661         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
1662         struct zonefs_super *super;
1663         u32 crc, stored_crc;
1664         struct page *page;
1665         struct bio_vec bio_vec;
1666         struct bio bio;
1667         int ret;
1668
1669         page = alloc_page(GFP_KERNEL);
1670         if (!page)
1671                 return -ENOMEM;
1672
1673         bio_init(&bio, sb->s_bdev, &bio_vec, 1, REQ_OP_READ);
1674         bio.bi_iter.bi_sector = 0;
1675         bio_add_page(&bio, page, PAGE_SIZE, 0);
1676
1677         ret = submit_bio_wait(&bio);
1678         if (ret)
1679                 goto free_page;
1680
1681         super = page_address(page);
1682
1683         ret = -EINVAL;
1684         if (le32_to_cpu(super->s_magic) != ZONEFS_MAGIC)
1685                 goto free_page;
1686
1687         stored_crc = le32_to_cpu(super->s_crc);
1688         super->s_crc = 0;
1689         crc = crc32(~0U, (unsigned char *)super, sizeof(struct zonefs_super));
1690         if (crc != stored_crc) {
1691                 zonefs_err(sb, "Invalid checksum (Expected 0x%08x, got 0x%08x)",
1692                            crc, stored_crc);
1693                 goto free_page;
1694         }
1695
1696         sbi->s_features = le64_to_cpu(super->s_features);
1697         if (sbi->s_features & ~ZONEFS_F_DEFINED_FEATURES) {
1698                 zonefs_err(sb, "Unknown features set 0x%llx\n",
1699                            sbi->s_features);
1700                 goto free_page;
1701         }
1702
1703         if (sbi->s_features & ZONEFS_F_UID) {
1704                 sbi->s_uid = make_kuid(current_user_ns(),
1705                                        le32_to_cpu(super->s_uid));
1706                 if (!uid_valid(sbi->s_uid)) {
1707                         zonefs_err(sb, "Invalid UID feature\n");
1708                         goto free_page;
1709                 }
1710         }
1711
1712         if (sbi->s_features & ZONEFS_F_GID) {
1713                 sbi->s_gid = make_kgid(current_user_ns(),
1714                                        le32_to_cpu(super->s_gid));
1715                 if (!gid_valid(sbi->s_gid)) {
1716                         zonefs_err(sb, "Invalid GID feature\n");
1717                         goto free_page;
1718                 }
1719         }
1720
1721         if (sbi->s_features & ZONEFS_F_PERM)
1722                 sbi->s_perm = le32_to_cpu(super->s_perm);
1723
1724         if (memchr_inv(super->s_reserved, 0, sizeof(super->s_reserved))) {
1725                 zonefs_err(sb, "Reserved area is being used\n");
1726                 goto free_page;
1727         }
1728
1729         import_uuid(&sbi->s_uuid, super->s_uuid);
1730         ret = 0;
1731
1732 free_page:
1733         __free_page(page);
1734
1735         return ret;
1736 }
1737
1738 /*
1739  * Check that the device is zoned. If it is, get the list of zones and create
1740  * sub-directories and files according to the device zone configuration and
1741  * format options.
1742  */
1743 static int zonefs_fill_super(struct super_block *sb, void *data, int silent)
1744 {
1745         struct zonefs_zone_data zd;
1746         struct zonefs_sb_info *sbi;
1747         struct inode *inode;
1748         enum zonefs_ztype t;
1749         int ret;
1750
1751         if (!bdev_is_zoned(sb->s_bdev)) {
1752                 zonefs_err(sb, "Not a zoned block device\n");
1753                 return -EINVAL;
1754         }
1755
1756         /*
1757          * Initialize super block information: the maximum file size is updated
1758          * when the zone files are created so that the format option
1759          * ZONEFS_F_AGGRCNV which increases the maximum file size of a file
1760          * beyond the zone size is taken into account.
1761          */
1762         sbi = kzalloc(sizeof(*sbi), GFP_KERNEL);
1763         if (!sbi)
1764                 return -ENOMEM;
1765
1766         spin_lock_init(&sbi->s_lock);
1767         sb->s_fs_info = sbi;
1768         sb->s_magic = ZONEFS_MAGIC;
1769         sb->s_maxbytes = 0;
1770         sb->s_op = &zonefs_sops;
1771         sb->s_time_gran = 1;
1772
1773         /*
1774          * The block size is set to the device zone write granularity to ensure
1775          * that write operations are always aligned according to the device
1776          * interface constraints.
1777          */
1778         sb_set_blocksize(sb, bdev_zone_write_granularity(sb->s_bdev));
1779         sbi->s_zone_sectors_shift = ilog2(bdev_zone_sectors(sb->s_bdev));
1780         sbi->s_uid = GLOBAL_ROOT_UID;
1781         sbi->s_gid = GLOBAL_ROOT_GID;
1782         sbi->s_perm = 0640;
1783         sbi->s_mount_opts = ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_RO;
1784
1785         atomic_set(&sbi->s_wro_seq_files, 0);
1786         sbi->s_max_wro_seq_files = bdev_max_open_zones(sb->s_bdev);
1787         atomic_set(&sbi->s_active_seq_files, 0);
1788         sbi->s_max_active_seq_files = bdev_max_active_zones(sb->s_bdev);
1789
1790         ret = zonefs_read_super(sb);
1791         if (ret)
1792                 return ret;
1793
1794         ret = zonefs_parse_options(sb, data);
1795         if (ret)
1796                 return ret;
1797
1798         memset(&zd, 0, sizeof(struct zonefs_zone_data));
1799         zd.sb = sb;
1800         ret = zonefs_get_zone_info(&zd);
1801         if (ret)
1802                 goto cleanup;
1803
1804         ret = zonefs_sysfs_register(sb);
1805         if (ret)
1806                 goto cleanup;
1807
1808         zonefs_info(sb, "Mounting %u zones", bdev_nr_zones(sb->s_bdev));
1809
1810         if (!sbi->s_max_wro_seq_files &&
1811             !sbi->s_max_active_seq_files &&
1812             sbi->s_mount_opts & ZONEFS_MNTOPT_EXPLICIT_OPEN) {
1813                 zonefs_info(sb,
1814                         "No open and active zone limits. Ignoring explicit_open mount option\n");
1815                 sbi->s_mount_opts &= ~ZONEFS_MNTOPT_EXPLICIT_OPEN;
1816         }
1817
1818         /* Create root directory inode */
1819         ret = -ENOMEM;
1820         inode = new_inode(sb);
1821         if (!inode)
1822                 goto cleanup;
1823
1824         inode->i_ino = bdev_nr_zones(sb->s_bdev);
1825         inode->i_mode = S_IFDIR | 0555;
1826         inode->i_ctime = inode->i_mtime = inode->i_atime = current_time(inode);
1827         inode->i_op = &zonefs_dir_inode_operations;
1828         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
1829         set_nlink(inode, 2);
1830
1831         sb->s_root = d_make_root(inode);
1832         if (!sb->s_root)
1833                 goto cleanup;
1834
1835         /* Create and populate files in zone groups directories */
1836         for (t = 0; t < ZONEFS_ZTYPE_MAX; t++) {
1837                 ret = zonefs_create_zgroup(&zd, t);
1838                 if (ret)
1839                         break;
1840         }
1841
1842 cleanup:
1843         zonefs_cleanup_zone_info(&zd);
1844
1845         return ret;
1846 }
1847
1848 static struct dentry *zonefs_mount(struct file_system_type *fs_type,
1849                                    int flags, const char *dev_name, void *data)
1850 {
1851         return mount_bdev(fs_type, flags, dev_name, data, zonefs_fill_super);
1852 }
1853
1854 static void zonefs_kill_super(struct super_block *sb)
1855 {
1856         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
1857
1858         if (sb->s_root)
1859                 d_genocide(sb->s_root);
1860
1861         zonefs_sysfs_unregister(sb);
1862         kill_block_super(sb);
1863         kfree(sbi);
1864 }
1865
1866 /*
1867  * File system definition and registration.
1868  */
1869 static struct file_system_type zonefs_type = {
1870         .owner          = THIS_MODULE,
1871         .name           = "zonefs",
1872         .mount          = zonefs_mount,
1873         .kill_sb        = zonefs_kill_super,
1874         .fs_flags       = FS_REQUIRES_DEV,
1875 };
1876
1877 static int __init zonefs_init_inodecache(void)
1878 {
1879         zonefs_inode_cachep = kmem_cache_create("zonefs_inode_cache",
1880                         sizeof(struct zonefs_inode_info), 0,
1881                         (SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT),
1882                         NULL);
1883         if (zonefs_inode_cachep == NULL)
1884                 return -ENOMEM;
1885         return 0;
1886 }
1887
1888 static void zonefs_destroy_inodecache(void)
1889 {
1890         /*
1891          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
1892          * destroy the inode cache.
1893          */
1894         rcu_barrier();
1895         kmem_cache_destroy(zonefs_inode_cachep);
1896 }
1897
1898 static int __init zonefs_init(void)
1899 {
1900         int ret;
1901
1902         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct zonefs_super) != ZONEFS_SUPER_SIZE);
1903
1904         ret = zonefs_init_inodecache();
1905         if (ret)
1906                 return ret;
1907
1908         ret = register_filesystem(&zonefs_type);
1909         if (ret)
1910                 goto destroy_inodecache;
1911
1912         ret = zonefs_sysfs_init();
1913         if (ret)
1914                 goto unregister_fs;
1915
1916         return 0;
1917
1918 unregister_fs:
1919         unregister_filesystem(&zonefs_type);
1920 destroy_inodecache:
1921         zonefs_destroy_inodecache();
1922
1923         return ret;
1924 }
1925
1926 static void __exit zonefs_exit(void)
1927 {
1928         zonefs_sysfs_exit();
1929         zonefs_destroy_inodecache();
1930         unregister_filesystem(&zonefs_type);
1931 }
1932
1933 MODULE_AUTHOR("Damien Le Moal");
1934 MODULE_DESCRIPTION("Zone file system for zoned block devices");
1935 MODULE_LICENSE("GPL");
1936 MODULE_ALIAS_FS("zonefs");
1937 module_init(zonefs_init);
1938 module_exit(zonefs_exit);