fs/ext4/ext4_jbd2.h

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
   2 /*
   3  * ext4_jbd2.h
   4  *
   5  * Written by Stephen C. Tweedie <sct@redhat.com>, 1999
   6  *
   7  * Copyright 1998--1999 Red Hat corp --- All Rights Reserved
   8  *
   9  * Ext4-specific journaling extensions.
  10  */
  11
  12 #ifndef _EXT4_JBD2_H
  13 #define _EXT4_JBD2_H
  14
  15 #include <linux/fs.h>
  16 #include <linux/jbd2.h>
  17 #include "ext4.h"
  18
  19 #define EXT4_JOURNAL(inode)     (EXT4_SB((inode)->i_sb)->s_journal)
  20
  21 /* Define the number of blocks we need to account to a transaction to
  22  * modify one block of data.
  23  *
  24  * We may have to touch one inode, one bitmap buffer, up to three
  25  * indirection blocks, the group and superblock summaries, and the data
  26  * block to complete the transaction.
  27  *
  28  * For extents-enabled fs we may have to allocate and modify up to
  29  * 5 levels of tree, data block (for each of these we need bitmap + group
  30  * summaries), root which is stored in the inode, sb
  31  */
  32
  33 #define EXT4_SINGLEDATA_TRANS_BLOCKS(sb)                                \
  34         (ext4_has_feature_extents(sb) ? 20U : 8U)
  35
  36 /* Extended attribute operations touch at most two data buffers,
  37  * two bitmap buffers, and two group summaries, in addition to the inode
  38  * and the superblock, which are already accounted for. */
  39
  40 #define EXT4_XATTR_TRANS_BLOCKS         6U
  41
  42 /* Define the minimum size for a transaction which modifies data.  This
  43  * needs to take into account the fact that we may end up modifying two
  44  * quota files too (one for the group, one for the user quota).  The
  45  * superblock only gets updated once, of course, so don't bother
  46  * counting that again for the quota updates. */
  47
  48 #define EXT4_DATA_TRANS_BLOCKS(sb)      (EXT4_SINGLEDATA_TRANS_BLOCKS(sb) + \
  49                                          EXT4_XATTR_TRANS_BLOCKS - 2 + \
  50                                          EXT4_MAXQUOTAS_TRANS_BLOCKS(sb))
  51
  52 /*
  53  * Define the number of metadata blocks we need to account to modify data.
  54  *
  55  * This include super block, inode block, quota blocks and xattr blocks
  56  */
  57 #define EXT4_META_TRANS_BLOCKS(sb)      (EXT4_XATTR_TRANS_BLOCKS + \
  58                                         EXT4_MAXQUOTAS_TRANS_BLOCKS(sb))
  59
  60 /* Define an arbitrary limit for the amount of data we will anticipate
  61  * writing to any given transaction.  For unbounded transactions such as
  62  * write(2) and truncate(2) we can write more than this, but we always
  63  * start off at the maximum transaction size and grow the transaction
  64  * optimistically as we go. */
  65
  66 #define EXT4_MAX_TRANS_DATA             64U
  67
  68 /* We break up a large truncate or write transaction once the handle's
  69  * buffer credits gets this low, we need either to extend the
  70  * transaction or to start a new one.  Reserve enough space here for
  71  * inode, bitmap, superblock, group and indirection updates for at least
  72  * one block, plus two quota updates.  Quota allocations are not
  73  * needed. */
  74
  75 #define EXT4_RESERVE_TRANS_BLOCKS       12U
  76
  77 /*
  78  * Number of credits needed if we need to insert an entry into a
  79  * directory.  For each new index block, we need 4 blocks (old index
  80  * block, new index block, bitmap block, bg summary).  For normal
  81  * htree directories there are 2 levels; if the largedir feature
  82  * enabled it's 3 levels.
  83  */
  84 #define EXT4_INDEX_EXTRA_TRANS_BLOCKS   12U
  85
  86 #ifdef CONFIG_QUOTA
  87 /* Amount of blocks needed for quota update - we know that the structure was
  88  * allocated so we need to update only data block */
  89 #define EXT4_QUOTA_TRANS_BLOCKS(sb) ((ext4_quota_capable(sb)) ? 1 : 0)
  90 /* Amount of blocks needed for quota insert/delete - we do some block writes
  91  * but inode, sb and group updates are done only once */
  92 #define EXT4_QUOTA_INIT_BLOCKS(sb) ((ext4_quota_capable(sb)) ?\
  93                 (DQUOT_INIT_ALLOC*(EXT4_SINGLEDATA_TRANS_BLOCKS(sb)-3)\
  94                  +3+DQUOT_INIT_REWRITE) : 0)
  95
  96 #define EXT4_QUOTA_DEL_BLOCKS(sb) ((ext4_quota_capable(sb)) ?\
  97                 (DQUOT_DEL_ALLOC*(EXT4_SINGLEDATA_TRANS_BLOCKS(sb)-3)\
  98                  +3+DQUOT_DEL_REWRITE) : 0)
  99 #else
 100 #define EXT4_QUOTA_TRANS_BLOCKS(sb) 0
 101 #define EXT4_QUOTA_INIT_BLOCKS(sb) 0
 102 #define EXT4_QUOTA_DEL_BLOCKS(sb) 0
 103 #endif
 104 #define EXT4_MAXQUOTAS_TRANS_BLOCKS(sb) (EXT4_MAXQUOTAS*EXT4_QUOTA_TRANS_BLOCKS(sb))
 105 #define EXT4_MAXQUOTAS_INIT_BLOCKS(sb) (EXT4_MAXQUOTAS*EXT4_QUOTA_INIT_BLOCKS(sb))
 106 #define EXT4_MAXQUOTAS_DEL_BLOCKS(sb) (EXT4_MAXQUOTAS*EXT4_QUOTA_DEL_BLOCKS(sb))
 107
 108 /*
 109  * Ext4 handle operation types -- for logging purposes
 110  */
 111 #define EXT4_HT_MISC             0
 112 #define EXT4_HT_INODE            1
 113 #define EXT4_HT_WRITE_PAGE       2
 114 #define EXT4_HT_MAP_BLOCKS       3
 115 #define EXT4_HT_DIR              4
 116 #define EXT4_HT_TRUNCATE         5
 117 #define EXT4_HT_QUOTA            6
 118 #define EXT4_HT_RESIZE           7
 119 #define EXT4_HT_MIGRATE          8
 120 #define EXT4_HT_MOVE_EXTENTS     9
 121 #define EXT4_HT_XATTR           10
 122 #define EXT4_HT_EXT_CONVERT     11
 123 #define EXT4_HT_MAX             12
 124
 125 /**
 126  *   struct ext4_journal_cb_entry - Base structure for callback information.
 127  *
 128  *   This struct is a 'seed' structure for a using with your own callback
 129  *   structs. If you are using callbacks you must allocate one of these
 130  *   or another struct of your own definition which has this struct
 131  *   as it's first element and pass it to ext4_journal_callback_add().
 132  */
 133 struct ext4_journal_cb_entry {
 134         /* list information for other callbacks attached to the same handle */
 135         struct list_head jce_list;
 136
 137         /*  Function to call with this callback structure */
 138         void (*jce_func)(struct super_block *sb,
 139                          struct ext4_journal_cb_entry *jce, int error);
 140
 141         /* user data goes here */
 142 };
 143
 144 /**
 145  * ext4_journal_callback_add: add a function to call after transaction commit
 146  * @handle: active journal transaction handle to register callback on
 147  * @func: callback function to call after the transaction has committed:
 148  *        @sb: superblock of current filesystem for transaction
 149  *        @jce: returned journal callback data
 150  *        @rc: journal state at commit (0 = transaction committed properly)
 151  * @jce: journal callback data (internal and function private data struct)
 152  *
 153  * The registered function will be called in the context of the journal thread
 154  * after the transaction for which the handle was created has completed.
 155  *
 156  * No locks are held when the callback function is called, so it is safe to
 157  * call blocking functions from within the callback, but the callback should
 158  * not block or run for too long, or the filesystem will be blocked waiting for
 159  * the next transaction to commit. No journaling functions can be used, or
 160  * there is a risk of deadlock.
 161  *
 162  * There is no guaranteed calling order of multiple registered callbacks on
 163  * the same transaction.
 164  */
 165 static inline void _ext4_journal_callback_add(handle_t *handle,
 166                         struct ext4_journal_cb_entry *jce)
 167 {
 168         /* Add the jce to transaction's private list */
 169         list_add_tail(&jce->jce_list, &handle->h_transaction->t_private_list);
 170 }
 171
 172 static inline void ext4_journal_callback_add(handle_t *handle,
 173                         void (*func)(struct super_block *sb,
 174                                      struct ext4_journal_cb_entry *jce,
 175                                      int rc),
 176                         struct ext4_journal_cb_entry *jce)
 177 {
 178         struct ext4_sb_info *sbi =
 179                         EXT4_SB(handle->h_transaction->t_journal->j_private);
 180
 181         /* Add the jce to transaction's private list */
 182         jce->jce_func = func;
 183         spin_lock(&sbi->s_md_lock);
 184         _ext4_journal_callback_add(handle, jce);
 185         spin_unlock(&sbi->s_md_lock);
 186 }
 187
 188
 189 /**
 190  * ext4_journal_callback_del: delete a registered callback
 191  * @handle: active journal transaction handle on which callback was registered
 192  * @jce: registered journal callback entry to unregister
 193  * Return true if object was successfully removed
 194  */
 195 static inline bool ext4_journal_callback_try_del(handle_t *handle,
 196                                              struct ext4_journal_cb_entry *jce)
 197 {
 198         bool deleted;
 199         struct ext4_sb_info *sbi =
 200                         EXT4_SB(handle->h_transaction->t_journal->j_private);
 201
 202         spin_lock(&sbi->s_md_lock);
 203         deleted = !list_empty(&jce->jce_list);
 204         list_del_init(&jce->jce_list);
 205         spin_unlock(&sbi->s_md_lock);
 206         return deleted;
 207 }
 208
 209 int
 210 ext4_mark_iloc_dirty(handle_t *handle,
 211                      struct inode *inode,
 212                      struct ext4_iloc *iloc);
 213
 214 /*
 215  * On success, We end up with an outstanding reference count against
 216  * iloc->bh.  This _must_ be cleaned up later.
 217  */
 218
 219 int ext4_reserve_inode_write(handle_t *handle, struct inode *inode,
 220                         struct ext4_iloc *iloc);
 221
 222 #define ext4_mark_inode_dirty(__h, __i)                                 \
 223                 __ext4_mark_inode_dirty((__h), (__i), __func__, __LINE__)
 224 int __ext4_mark_inode_dirty(handle_t *handle, struct inode *inode,
 225                                 const char *func, unsigned int line);
 226
 227 int ext4_expand_extra_isize(struct inode *inode,
 228                             unsigned int new_extra_isize,
 229                             struct ext4_iloc *iloc);
 230 /*
 231  * Wrapper functions with which ext4 calls into JBD.
 232  */
 233 int __ext4_journal_get_write_access(const char *where, unsigned int line,
 234                                     handle_t *handle, struct buffer_head *bh);
 235
 236 int __ext4_forget(const char *where, unsigned int line, handle_t *handle,
 237                   int is_metadata, struct inode *inode,
 238                   struct buffer_head *bh, ext4_fsblk_t blocknr);
 239
 240 int __ext4_journal_get_create_access(const char *where, unsigned int line,
 241                                 handle_t *handle, struct buffer_head *bh);
 242
 243 int __ext4_handle_dirty_metadata(const char *where, unsigned int line,
 244                                  handle_t *handle, struct inode *inode,
 245                                  struct buffer_head *bh);
 246
 247 int __ext4_handle_dirty_super(const char *where, unsigned int line,
 248                               handle_t *handle, struct super_block *sb);
 249
 250 #define ext4_journal_get_write_access(handle, bh) \
 251         __ext4_journal_get_write_access(__func__, __LINE__, (handle), (bh))
 252 #define ext4_forget(handle, is_metadata, inode, bh, block_nr) \
 253         __ext4_forget(__func__, __LINE__, (handle), (is_metadata), (inode), \
 254                       (bh), (block_nr))
 255 #define ext4_journal_get_create_access(handle, bh) \
 256         __ext4_journal_get_create_access(__func__, __LINE__, (handle), (bh))
 257 #define ext4_handle_dirty_metadata(handle, inode, bh) \
 258         __ext4_handle_dirty_metadata(__func__, __LINE__, (handle), (inode), \
 259                                      (bh))
 260 #define ext4_handle_dirty_super(handle, sb) \
 261         __ext4_handle_dirty_super(__func__, __LINE__, (handle), (sb))
 262
 263 handle_t *__ext4_journal_start_sb(struct super_block *sb, unsigned int line,
 264                                   int type, int blocks, int rsv_blocks,
 265                                   int revoke_creds);
 266 int __ext4_journal_stop(const char *where, unsigned int line, handle_t *handle);
 267
 268 #define EXT4_NOJOURNAL_MAX_REF_COUNT ((unsigned long) 4096)
 269
 270 /* Note:  Do not use this for NULL handles.  This is only to determine if
 271  * a properly allocated handle is using a journal or not. */
 272 static inline int ext4_handle_valid(handle_t *handle)
 273 {
 274         if ((unsigned long)handle < EXT4_NOJOURNAL_MAX_REF_COUNT)
 275                 return 0;
 276         return 1;
 277 }
 278
 279 static inline void ext4_handle_sync(handle_t *handle)
 280 {
 281         if (ext4_handle_valid(handle))
 282                 handle->h_sync = 1;
 283 }
 284
 285 static inline int ext4_handle_is_aborted(handle_t *handle)
 286 {
 287         if (ext4_handle_valid(handle))
 288                 return is_handle_aborted(handle);
 289         return 0;
 290 }
 291
 292 static inline int ext4_free_metadata_revoke_credits(struct super_block *sb,
 293                                                     int blocks)
 294 {
 295         /* Freeing each metadata block can result in freeing one cluster */
 296         return blocks * EXT4_SB(sb)->s_cluster_ratio;
 297 }
 298
 299 static inline int ext4_trans_default_revoke_credits(struct super_block *sb)
 300 {
 301         return ext4_free_metadata_revoke_credits(sb, 8);
 302 }
 303
 304 #define ext4_journal_start_sb(sb, type, nblocks)                        \
 305         __ext4_journal_start_sb((sb), __LINE__, (type), (nblocks), 0,   \
 306                                 ext4_trans_default_revoke_credits(sb))
 307
 308 #define ext4_journal_start(inode, type, nblocks)                        \
 309         __ext4_journal_start((inode), __LINE__, (type), (nblocks), 0,   \
 310                              ext4_trans_default_revoke_credits((inode)->i_sb))
 311
 312 #define ext4_journal_start_with_reserve(inode, type, blocks, rsv_blocks)\
 313         __ext4_journal_start((inode), __LINE__, (type), (blocks), (rsv_blocks),\
 314                              ext4_trans_default_revoke_credits((inode)->i_sb))
 315
 316 #define ext4_journal_start_with_revoke(inode, type, blocks, revoke_creds) \
 317         __ext4_journal_start((inode), __LINE__, (type), (blocks), 0,    \
 318                              (revoke_creds))
 319
 320 static inline handle_t *__ext4_journal_start(struct inode *inode,
 321                                              unsigned int line, int type,
 322                                              int blocks, int rsv_blocks,
 323                                              int revoke_creds)
 324 {
 325         return __ext4_journal_start_sb(inode->i_sb, line, type, blocks,
 326                                        rsv_blocks, revoke_creds);
 327 }
 328
 329 #define ext4_journal_stop(handle) \
 330         __ext4_journal_stop(__func__, __LINE__, (handle))
 331
 332 #define ext4_journal_start_reserved(handle, type) \
 333         __ext4_journal_start_reserved((handle), __LINE__, (type))
 334
 335 handle_t *__ext4_journal_start_reserved(handle_t *handle, unsigned int line,
 336                                         int type);
 337
 338 static inline handle_t *ext4_journal_current_handle(void)
 339 {
 340         return journal_current_handle();
 341 }
 342
 343 static inline int ext4_journal_extend(handle_t *handle, int nblocks, int revoke)
 344 {
 345         if (ext4_handle_valid(handle))
 346                 return jbd2_journal_extend(handle, nblocks, revoke);
 347         return 0;
 348 }
 349
 350 static inline int ext4_journal_restart(handle_t *handle, int nblocks,
 351                                        int revoke)
 352 {
 353         if (ext4_handle_valid(handle))
 354                 return jbd2__journal_restart(handle, nblocks, revoke, GFP_NOFS);
 355         return 0;
 356 }
 357
 358 int __ext4_journal_ensure_credits(handle_t *handle, int check_cred,
 359                                   int extend_cred, int revoke_cred);
 360
 361
 362 /*
 363  * Ensure @handle has at least @check_creds credits available. If not,
 364  * transaction will be extended or restarted to contain at least @extend_cred
 365  * credits. Before restarting transaction @fn is executed to allow for cleanup
 366  * before the transaction is restarted.
 367  *
 368  * The return value is < 0 in case of error, 0 in case the handle has enough
 369  * credits or transaction extension succeeded, 1 in case transaction had to be
 370  * restarted.
 371  */
 372 #define ext4_journal_ensure_credits_fn(handle, check_cred, extend_cred, \
 373                                        revoke_cred, fn) \
 374 ({                                                                      \
 375         __label__ __ensure_end;                                         \
 376         int err = __ext4_journal_ensure_credits((handle), (check_cred), \
 377                                         (extend_cred), (revoke_cred));  \
 378                                                                         \
 379         if (err <= 0)                                                   \
 380                 goto __ensure_end;                                      \
 381         err = (fn);                                                     \
 382         if (err < 0)                                                    \
 383                 goto __ensure_end;                                      \
 384         err = ext4_journal_restart((handle), (extend_cred), (revoke_cred)); \
 385         if (err == 0)                                                   \
 386                 err = 1;                                                \
 387 __ensure_end:                                                           \
 388         err;                                                            \
 389 })
 390
 391 /*
 392  * Ensure given handle has at least requested amount of credits available,
 393  * possibly restarting transaction if needed. We also make sure the transaction
 394  * has space for at least ext4_trans_default_revoke_credits(sb) revoke records
 395  * as freeing one or two blocks is very common pattern and requesting this is
 396  * very cheap.
 397  */
 398 static inline int ext4_journal_ensure_credits(handle_t *handle, int credits,
 399                                               int revoke_creds)
 400 {
 401         return ext4_journal_ensure_credits_fn(handle, credits, credits,
 402                                 revoke_creds, 0);
 403 }
 404
 405 static inline int ext4_journal_blocks_per_page(struct inode *inode)
 406 {
 407         if (EXT4_JOURNAL(inode) != NULL)
 408                 return jbd2_journal_blocks_per_page(inode);
 409         return 0;
 410 }
 411
 412 static inline int ext4_journal_force_commit(journal_t *journal)
 413 {
 414         if (journal)
 415                 return jbd2_journal_force_commit(journal);
 416         return 0;
 417 }
 418
 419 static inline int ext4_jbd2_inode_add_write(handle_t *handle,
 420                 struct inode *inode, loff_t start_byte, loff_t length)
 421 {
 422         if (ext4_handle_valid(handle))
 423                 return jbd2_journal_inode_ranged_write(handle,
 424                                 EXT4_I(inode)->jinode, start_byte, length);
 425         return 0;
 426 }
 427
 428 static inline int ext4_jbd2_inode_add_wait(handle_t *handle,
 429                 struct inode *inode, loff_t start_byte, loff_t length)
 430 {
 431         if (ext4_handle_valid(handle))
 432                 return jbd2_journal_inode_ranged_wait(handle,
 433                                 EXT4_I(inode)->jinode, start_byte, length);
 434         return 0;
 435 }
 436
 437 static inline void ext4_update_inode_fsync_trans(handle_t *handle,
 438                                                  struct inode *inode,
 439                                                  int datasync)
 440 {
 441         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
 442
 443         if (ext4_handle_valid(handle) && !is_handle_aborted(handle)) {
 444                 ei->i_sync_tid = handle->h_transaction->t_tid;
 445                 if (datasync)
 446                         ei->i_datasync_tid = handle->h_transaction->t_tid;
 447         }
 448 }
 449
 450 /* super.c */
 451 int ext4_force_commit(struct super_block *sb);
 452
 453 /*
 454  * Ext4 inode journal modes
 455  */
 456 #define EXT4_INODE_JOURNAL_DATA_MODE    0x01 /* journal data mode */
 457 #define EXT4_INODE_ORDERED_DATA_MODE    0x02 /* ordered data mode */
 458 #define EXT4_INODE_WRITEBACK_DATA_MODE  0x04 /* writeback data mode */
 459
 460 int ext4_inode_journal_mode(struct inode *inode);
 461
 462 static inline int ext4_should_journal_data(struct inode *inode)
 463 {
 464         return ext4_inode_journal_mode(inode) & EXT4_INODE_JOURNAL_DATA_MODE;
 465 }
 466
 467 static inline int ext4_should_order_data(struct inode *inode)
 468 {
 469         return ext4_inode_journal_mode(inode) & EXT4_INODE_ORDERED_DATA_MODE;
 470 }
 471
 472 static inline int ext4_should_writeback_data(struct inode *inode)
 473 {
 474         return ext4_inode_journal_mode(inode) & EXT4_INODE_WRITEBACK_DATA_MODE;
 475 }
 476
 477 static inline int ext4_free_data_revoke_credits(struct inode *inode, int blocks)
 478 {
 479         if (test_opt(inode->i_sb, DATA_FLAGS) == EXT4_MOUNT_JOURNAL_DATA)
 480                 return 0;
 481         if (!ext4_should_journal_data(inode))
 482                 return 0;
 483         /*
 484          * Data blocks in one extent are contiguous, just account for partial
 485          * clusters at extent boundaries
 486          */
 487         return blocks + 2*(EXT4_SB(inode->i_sb)->s_cluster_ratio - 1);
 488 }
 489
 490 /*
 491  * This function controls whether or not we should try to go down the
 492  * dioread_nolock code paths, which makes it safe to avoid taking
 493  * i_mutex for direct I/O reads.  This only works for extent-based
 494  * files, and it doesn't work if data journaling is enabled, since the
 495  * dioread_nolock code uses b_private to pass information back to the
 496  * I/O completion handler, and this conflicts with the jbd's use of
 497  * b_private.
 498  */
 499 static inline int ext4_should_dioread_nolock(struct inode *inode)
 500 {
 501         if (!test_opt(inode->i_sb, DIOREAD_NOLOCK))
 502                 return 0;
 503         if (!S_ISREG(inode->i_mode))
 504                 return 0;
 505         if (!(ext4_test_inode_flag(inode, EXT4_INODE_EXTENTS)))
 506                 return 0;
 507         if (ext4_should_journal_data(inode))
 508                 return 0;
 509         /* temporary fix to prevent generic/422 test failures */
 510         if (!test_opt(inode->i_sb, DELALLOC))
 511                 return 0;
 512         return 1;
 513 }
 514
 515 #endif  /* _EXT4_JBD2_H */