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