GNU Linux-libre 5.15.137-gnu
[releases.git] / fs / xfs / xfs_icache.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (c) 2000-2005 Silicon Graphics, Inc.
4  * All Rights Reserved.
5  */
6 #include "xfs.h"
7 #include "xfs_fs.h"
8 #include "xfs_shared.h"
9 #include "xfs_format.h"
10 #include "xfs_log_format.h"
11 #include "xfs_trans_resv.h"
12 #include "xfs_mount.h"
13 #include "xfs_inode.h"
14 #include "xfs_trans.h"
15 #include "xfs_trans_priv.h"
16 #include "xfs_inode_item.h"
17 #include "xfs_quota.h"
18 #include "xfs_trace.h"
19 #include "xfs_icache.h"
20 #include "xfs_bmap_util.h"
21 #include "xfs_dquot_item.h"
22 #include "xfs_dquot.h"
23 #include "xfs_reflink.h"
24 #include "xfs_ialloc.h"
25 #include "xfs_ag.h"
26
27 #include <linux/iversion.h>
28
29 /* Radix tree tags for incore inode tree. */
30
31 /* inode is to be reclaimed */
32 #define XFS_ICI_RECLAIM_TAG     0
33 /* Inode has speculative preallocations (posteof or cow) to clean. */
34 #define XFS_ICI_BLOCKGC_TAG     1
35
36 /*
37  * The goal for walking incore inodes.  These can correspond with incore inode
38  * radix tree tags when convenient.  Avoid existing XFS_IWALK namespace.
39  */
40 enum xfs_icwalk_goal {
41         /* Goals directly associated with tagged inodes. */
42         XFS_ICWALK_BLOCKGC      = XFS_ICI_BLOCKGC_TAG,
43         XFS_ICWALK_RECLAIM      = XFS_ICI_RECLAIM_TAG,
44 };
45
46 static int xfs_icwalk(struct xfs_mount *mp,
47                 enum xfs_icwalk_goal goal, struct xfs_icwalk *icw);
48 static int xfs_icwalk_ag(struct xfs_perag *pag,
49                 enum xfs_icwalk_goal goal, struct xfs_icwalk *icw);
50
51 /*
52  * Private inode cache walk flags for struct xfs_icwalk.  Must not
53  * coincide with XFS_ICWALK_FLAGS_VALID.
54  */
55
56 /* Stop scanning after icw_scan_limit inodes. */
57 #define XFS_ICWALK_FLAG_SCAN_LIMIT      (1U << 28)
58
59 #define XFS_ICWALK_FLAG_RECLAIM_SICK    (1U << 27)
60 #define XFS_ICWALK_FLAG_UNION           (1U << 26) /* union filter algorithm */
61
62 #define XFS_ICWALK_PRIVATE_FLAGS        (XFS_ICWALK_FLAG_SCAN_LIMIT | \
63                                          XFS_ICWALK_FLAG_RECLAIM_SICK | \
64                                          XFS_ICWALK_FLAG_UNION)
65
66 /*
67  * Allocate and initialise an xfs_inode.
68  */
69 struct xfs_inode *
70 xfs_inode_alloc(
71         struct xfs_mount        *mp,
72         xfs_ino_t               ino)
73 {
74         struct xfs_inode        *ip;
75
76         /*
77          * XXX: If this didn't occur in transactions, we could drop GFP_NOFAIL
78          * and return NULL here on ENOMEM.
79          */
80         ip = kmem_cache_alloc(xfs_inode_zone, GFP_KERNEL | __GFP_NOFAIL);
81
82         if (inode_init_always(mp->m_super, VFS_I(ip))) {
83                 kmem_cache_free(xfs_inode_zone, ip);
84                 return NULL;
85         }
86
87         /* VFS doesn't initialise i_mode or i_state! */
88         VFS_I(ip)->i_mode = 0;
89         VFS_I(ip)->i_state = 0;
90
91         XFS_STATS_INC(mp, vn_active);
92         ASSERT(atomic_read(&ip->i_pincount) == 0);
93         ASSERT(ip->i_ino == 0);
94
95         /* initialise the xfs inode */
96         ip->i_ino = ino;
97         ip->i_mount = mp;
98         memset(&ip->i_imap, 0, sizeof(struct xfs_imap));
99         ip->i_afp = NULL;
100         ip->i_cowfp = NULL;
101         memset(&ip->i_df, 0, sizeof(ip->i_df));
102         ip->i_flags = 0;
103         ip->i_delayed_blks = 0;
104         ip->i_diflags2 = mp->m_ino_geo.new_diflags2;
105         ip->i_nblocks = 0;
106         ip->i_forkoff = 0;
107         ip->i_sick = 0;
108         ip->i_checked = 0;
109         INIT_WORK(&ip->i_ioend_work, xfs_end_io);
110         INIT_LIST_HEAD(&ip->i_ioend_list);
111         spin_lock_init(&ip->i_ioend_lock);
112
113         return ip;
114 }
115
116 STATIC void
117 xfs_inode_free_callback(
118         struct rcu_head         *head)
119 {
120         struct inode            *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
121         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
122
123         switch (VFS_I(ip)->i_mode & S_IFMT) {
124         case S_IFREG:
125         case S_IFDIR:
126         case S_IFLNK:
127                 xfs_idestroy_fork(&ip->i_df);
128                 break;
129         }
130
131         if (ip->i_afp) {
132                 xfs_idestroy_fork(ip->i_afp);
133                 kmem_cache_free(xfs_ifork_zone, ip->i_afp);
134         }
135         if (ip->i_cowfp) {
136                 xfs_idestroy_fork(ip->i_cowfp);
137                 kmem_cache_free(xfs_ifork_zone, ip->i_cowfp);
138         }
139         if (ip->i_itemp) {
140                 ASSERT(!test_bit(XFS_LI_IN_AIL,
141                                  &ip->i_itemp->ili_item.li_flags));
142                 xfs_inode_item_destroy(ip);
143                 ip->i_itemp = NULL;
144         }
145
146         kmem_cache_free(xfs_inode_zone, ip);
147 }
148
149 static void
150 __xfs_inode_free(
151         struct xfs_inode        *ip)
152 {
153         /* asserts to verify all state is correct here */
154         ASSERT(atomic_read(&ip->i_pincount) == 0);
155         ASSERT(!ip->i_itemp || list_empty(&ip->i_itemp->ili_item.li_bio_list));
156         XFS_STATS_DEC(ip->i_mount, vn_active);
157
158         call_rcu(&VFS_I(ip)->i_rcu, xfs_inode_free_callback);
159 }
160
161 void
162 xfs_inode_free(
163         struct xfs_inode        *ip)
164 {
165         ASSERT(!xfs_iflags_test(ip, XFS_IFLUSHING));
166
167         /*
168          * Because we use RCU freeing we need to ensure the inode always
169          * appears to be reclaimed with an invalid inode number when in the
170          * free state. The ip->i_flags_lock provides the barrier against lookup
171          * races.
172          */
173         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
174         ip->i_flags = XFS_IRECLAIM;
175         ip->i_ino = 0;
176         spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
177
178         __xfs_inode_free(ip);
179 }
180
181 /*
182  * Queue background inode reclaim work if there are reclaimable inodes and there
183  * isn't reclaim work already scheduled or in progress.
184  */
185 static void
186 xfs_reclaim_work_queue(
187         struct xfs_mount        *mp)
188 {
189
190         rcu_read_lock();
191         if (radix_tree_tagged(&mp->m_perag_tree, XFS_ICI_RECLAIM_TAG)) {
192                 queue_delayed_work(mp->m_reclaim_workqueue, &mp->m_reclaim_work,
193                         msecs_to_jiffies(xfs_syncd_centisecs / 6 * 10));
194         }
195         rcu_read_unlock();
196 }
197
198 /*
199  * Background scanning to trim preallocated space. This is queued based on the
200  * 'speculative_prealloc_lifetime' tunable (5m by default).
201  */
202 static inline void
203 xfs_blockgc_queue(
204         struct xfs_perag        *pag)
205 {
206         struct xfs_mount        *mp = pag->pag_mount;
207
208         if (!xfs_is_blockgc_enabled(mp))
209                 return;
210
211         rcu_read_lock();
212         if (radix_tree_tagged(&pag->pag_ici_root, XFS_ICI_BLOCKGC_TAG))
213                 queue_delayed_work(pag->pag_mount->m_blockgc_wq,
214                                    &pag->pag_blockgc_work,
215                                    msecs_to_jiffies(xfs_blockgc_secs * 1000));
216         rcu_read_unlock();
217 }
218
219 /* Set a tag on both the AG incore inode tree and the AG radix tree. */
220 static void
221 xfs_perag_set_inode_tag(
222         struct xfs_perag        *pag,
223         xfs_agino_t             agino,
224         unsigned int            tag)
225 {
226         struct xfs_mount        *mp = pag->pag_mount;
227         bool                    was_tagged;
228
229         lockdep_assert_held(&pag->pag_ici_lock);
230
231         was_tagged = radix_tree_tagged(&pag->pag_ici_root, tag);
232         radix_tree_tag_set(&pag->pag_ici_root, agino, tag);
233
234         if (tag == XFS_ICI_RECLAIM_TAG)
235                 pag->pag_ici_reclaimable++;
236
237         if (was_tagged)
238                 return;
239
240         /* propagate the tag up into the perag radix tree */
241         spin_lock(&mp->m_perag_lock);
242         radix_tree_tag_set(&mp->m_perag_tree, pag->pag_agno, tag);
243         spin_unlock(&mp->m_perag_lock);
244
245         /* start background work */
246         switch (tag) {
247         case XFS_ICI_RECLAIM_TAG:
248                 xfs_reclaim_work_queue(mp);
249                 break;
250         case XFS_ICI_BLOCKGC_TAG:
251                 xfs_blockgc_queue(pag);
252                 break;
253         }
254
255         trace_xfs_perag_set_inode_tag(mp, pag->pag_agno, tag, _RET_IP_);
256 }
257
258 /* Clear a tag on both the AG incore inode tree and the AG radix tree. */
259 static void
260 xfs_perag_clear_inode_tag(
261         struct xfs_perag        *pag,
262         xfs_agino_t             agino,
263         unsigned int            tag)
264 {
265         struct xfs_mount        *mp = pag->pag_mount;
266
267         lockdep_assert_held(&pag->pag_ici_lock);
268
269         /*
270          * Reclaim can signal (with a null agino) that it cleared its own tag
271          * by removing the inode from the radix tree.
272          */
273         if (agino != NULLAGINO)
274                 radix_tree_tag_clear(&pag->pag_ici_root, agino, tag);
275         else
276                 ASSERT(tag == XFS_ICI_RECLAIM_TAG);
277
278         if (tag == XFS_ICI_RECLAIM_TAG)
279                 pag->pag_ici_reclaimable--;
280
281         if (radix_tree_tagged(&pag->pag_ici_root, tag))
282                 return;
283
284         /* clear the tag from the perag radix tree */
285         spin_lock(&mp->m_perag_lock);
286         radix_tree_tag_clear(&mp->m_perag_tree, pag->pag_agno, tag);
287         spin_unlock(&mp->m_perag_lock);
288
289         trace_xfs_perag_clear_inode_tag(mp, pag->pag_agno, tag, _RET_IP_);
290 }
291
292 static inline void
293 xfs_inew_wait(
294         struct xfs_inode        *ip)
295 {
296         wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&ip->i_flags, __XFS_INEW_BIT);
297         DEFINE_WAIT_BIT(wait, &ip->i_flags, __XFS_INEW_BIT);
298
299         do {
300                 prepare_to_wait(wq, &wait.wq_entry, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
301                 if (!xfs_iflags_test(ip, XFS_INEW))
302                         break;
303                 schedule();
304         } while (true);
305         finish_wait(wq, &wait.wq_entry);
306 }
307
308 /*
309  * When we recycle a reclaimable inode, we need to re-initialise the VFS inode
310  * part of the structure. This is made more complex by the fact we store
311  * information about the on-disk values in the VFS inode and so we can't just
312  * overwrite the values unconditionally. Hence we save the parameters we
313  * need to retain across reinitialisation, and rewrite them into the VFS inode
314  * after reinitialisation even if it fails.
315  */
316 static int
317 xfs_reinit_inode(
318         struct xfs_mount        *mp,
319         struct inode            *inode)
320 {
321         int                     error;
322         uint32_t                nlink = inode->i_nlink;
323         uint32_t                generation = inode->i_generation;
324         uint64_t                version = inode_peek_iversion(inode);
325         umode_t                 mode = inode->i_mode;
326         dev_t                   dev = inode->i_rdev;
327         kuid_t                  uid = inode->i_uid;
328         kgid_t                  gid = inode->i_gid;
329
330         error = inode_init_always(mp->m_super, inode);
331
332         set_nlink(inode, nlink);
333         inode->i_generation = generation;
334         inode_set_iversion_queried(inode, version);
335         inode->i_mode = mode;
336         inode->i_rdev = dev;
337         inode->i_uid = uid;
338         inode->i_gid = gid;
339         return error;
340 }
341
342 /*
343  * Carefully nudge an inode whose VFS state has been torn down back into a
344  * usable state.  Drops the i_flags_lock and the rcu read lock.
345  */
346 static int
347 xfs_iget_recycle(
348         struct xfs_perag        *pag,
349         struct xfs_inode        *ip) __releases(&ip->i_flags_lock)
350 {
351         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
352         struct inode            *inode = VFS_I(ip);
353         int                     error;
354
355         trace_xfs_iget_recycle(ip);
356
357         /*
358          * We need to make it look like the inode is being reclaimed to prevent
359          * the actual reclaim workers from stomping over us while we recycle
360          * the inode.  We can't clear the radix tree tag yet as it requires
361          * pag_ici_lock to be held exclusive.
362          */
363         ip->i_flags |= XFS_IRECLAIM;
364
365         spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
366         rcu_read_unlock();
367
368         ASSERT(!rwsem_is_locked(&inode->i_rwsem));
369         error = xfs_reinit_inode(mp, inode);
370         if (error) {
371                 bool    wake;
372
373                 /*
374                  * Re-initializing the inode failed, and we are in deep
375                  * trouble.  Try to re-add it to the reclaim list.
376                  */
377                 rcu_read_lock();
378                 spin_lock(&ip->i_flags_lock);
379                 wake = !!__xfs_iflags_test(ip, XFS_INEW);
380                 ip->i_flags &= ~(XFS_INEW | XFS_IRECLAIM);
381                 if (wake)
382                         wake_up_bit(&ip->i_flags, __XFS_INEW_BIT);
383                 ASSERT(ip->i_flags & XFS_IRECLAIMABLE);
384                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
385                 rcu_read_unlock();
386
387                 trace_xfs_iget_recycle_fail(ip);
388                 return error;
389         }
390
391         spin_lock(&pag->pag_ici_lock);
392         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
393
394         /*
395          * Clear the per-lifetime state in the inode as we are now effectively
396          * a new inode and need to return to the initial state before reuse
397          * occurs.
398          */
399         ip->i_flags &= ~XFS_IRECLAIM_RESET_FLAGS;
400         ip->i_flags |= XFS_INEW;
401         xfs_perag_clear_inode_tag(pag, XFS_INO_TO_AGINO(mp, ip->i_ino),
402                         XFS_ICI_RECLAIM_TAG);
403         inode->i_state = I_NEW;
404         spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
405         spin_unlock(&pag->pag_ici_lock);
406
407         return 0;
408 }
409
410 /*
411  * If we are allocating a new inode, then check what was returned is
412  * actually a free, empty inode. If we are not allocating an inode,
413  * then check we didn't find a free inode.
414  *
415  * Returns:
416  *      0               if the inode free state matches the lookup context
417  *      -ENOENT         if the inode is free and we are not allocating
418  *      -EFSCORRUPTED   if there is any state mismatch at all
419  */
420 static int
421 xfs_iget_check_free_state(
422         struct xfs_inode        *ip,
423         int                     flags)
424 {
425         if (flags & XFS_IGET_CREATE) {
426                 /* should be a free inode */
427                 if (VFS_I(ip)->i_mode != 0) {
428                         xfs_warn(ip->i_mount,
429 "Corruption detected! Free inode 0x%llx not marked free! (mode 0x%x)",
430                                 ip->i_ino, VFS_I(ip)->i_mode);
431                         return -EFSCORRUPTED;
432                 }
433
434                 if (ip->i_nblocks != 0) {
435                         xfs_warn(ip->i_mount,
436 "Corruption detected! Free inode 0x%llx has blocks allocated!",
437                                 ip->i_ino);
438                         return -EFSCORRUPTED;
439                 }
440                 return 0;
441         }
442
443         /* should be an allocated inode */
444         if (VFS_I(ip)->i_mode == 0)
445                 return -ENOENT;
446
447         return 0;
448 }
449
450 /* Make all pending inactivation work start immediately. */
451 static bool
452 xfs_inodegc_queue_all(
453         struct xfs_mount        *mp)
454 {
455         struct xfs_inodegc      *gc;
456         int                     cpu;
457         bool                    ret = false;
458
459         for_each_online_cpu(cpu) {
460                 gc = per_cpu_ptr(mp->m_inodegc, cpu);
461                 if (!llist_empty(&gc->list)) {
462                         mod_delayed_work_on(cpu, mp->m_inodegc_wq, &gc->work, 0);
463                         ret = true;
464                 }
465         }
466
467         return ret;
468 }
469
470 /*
471  * Check the validity of the inode we just found it the cache
472  */
473 static int
474 xfs_iget_cache_hit(
475         struct xfs_perag        *pag,
476         struct xfs_inode        *ip,
477         xfs_ino_t               ino,
478         int                     flags,
479         int                     lock_flags) __releases(RCU)
480 {
481         struct inode            *inode = VFS_I(ip);
482         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
483         int                     error;
484
485         /*
486          * check for re-use of an inode within an RCU grace period due to the
487          * radix tree nodes not being updated yet. We monitor for this by
488          * setting the inode number to zero before freeing the inode structure.
489          * If the inode has been reallocated and set up, then the inode number
490          * will not match, so check for that, too.
491          */
492         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
493         if (ip->i_ino != ino)
494                 goto out_skip;
495
496         /*
497          * If we are racing with another cache hit that is currently
498          * instantiating this inode or currently recycling it out of
499          * reclaimable state, wait for the initialisation to complete
500          * before continuing.
501          *
502          * If we're racing with the inactivation worker we also want to wait.
503          * If we're creating a new file, it's possible that the worker
504          * previously marked the inode as free on disk but hasn't finished
505          * updating the incore state yet.  The AGI buffer will be dirty and
506          * locked to the icreate transaction, so a synchronous push of the
507          * inodegc workers would result in deadlock.  For a regular iget, the
508          * worker is running already, so we might as well wait.
509          *
510          * XXX(hch): eventually we should do something equivalent to
511          *           wait_on_inode to wait for these flags to be cleared
512          *           instead of polling for it.
513          */
514         if (ip->i_flags & (XFS_INEW | XFS_IRECLAIM | XFS_INACTIVATING))
515                 goto out_skip;
516
517         if (ip->i_flags & XFS_NEED_INACTIVE) {
518                 /* Unlinked inodes cannot be re-grabbed. */
519                 if (VFS_I(ip)->i_nlink == 0) {
520                         error = -ENOENT;
521                         goto out_error;
522                 }
523                 goto out_inodegc_flush;
524         }
525
526         /*
527          * Check the inode free state is valid. This also detects lookup
528          * racing with unlinks.
529          */
530         error = xfs_iget_check_free_state(ip, flags);
531         if (error)
532                 goto out_error;
533
534         /* Skip inodes that have no vfs state. */
535         if ((flags & XFS_IGET_INCORE) &&
536             (ip->i_flags & XFS_IRECLAIMABLE))
537                 goto out_skip;
538
539         /* The inode fits the selection criteria; process it. */
540         if (ip->i_flags & XFS_IRECLAIMABLE) {
541                 /* Drops i_flags_lock and RCU read lock. */
542                 error = xfs_iget_recycle(pag, ip);
543                 if (error)
544                         return error;
545         } else {
546                 /* If the VFS inode is being torn down, pause and try again. */
547                 if (!igrab(inode))
548                         goto out_skip;
549
550                 /* We've got a live one. */
551                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
552                 rcu_read_unlock();
553                 trace_xfs_iget_hit(ip);
554         }
555
556         if (lock_flags != 0)
557                 xfs_ilock(ip, lock_flags);
558
559         if (!(flags & XFS_IGET_INCORE))
560                 xfs_iflags_clear(ip, XFS_ISTALE);
561         XFS_STATS_INC(mp, xs_ig_found);
562
563         return 0;
564
565 out_skip:
566         trace_xfs_iget_skip(ip);
567         XFS_STATS_INC(mp, xs_ig_frecycle);
568         error = -EAGAIN;
569 out_error:
570         spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
571         rcu_read_unlock();
572         return error;
573
574 out_inodegc_flush:
575         spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
576         rcu_read_unlock();
577         /*
578          * Do not wait for the workers, because the caller could hold an AGI
579          * buffer lock.  We're just going to sleep in a loop anyway.
580          */
581         if (xfs_is_inodegc_enabled(mp))
582                 xfs_inodegc_queue_all(mp);
583         return -EAGAIN;
584 }
585
586 static int
587 xfs_iget_cache_miss(
588         struct xfs_mount        *mp,
589         struct xfs_perag        *pag,
590         xfs_trans_t             *tp,
591         xfs_ino_t               ino,
592         struct xfs_inode        **ipp,
593         int                     flags,
594         int                     lock_flags)
595 {
596         struct xfs_inode        *ip;
597         int                     error;
598         xfs_agino_t             agino = XFS_INO_TO_AGINO(mp, ino);
599         int                     iflags;
600
601         ip = xfs_inode_alloc(mp, ino);
602         if (!ip)
603                 return -ENOMEM;
604
605         error = xfs_imap(mp, tp, ip->i_ino, &ip->i_imap, flags);
606         if (error)
607                 goto out_destroy;
608
609         /*
610          * For version 5 superblocks, if we are initialising a new inode and we
611          * are not utilising the XFS_FEAT_IKEEP inode cluster mode, we can
612          * simply build the new inode core with a random generation number.
613          *
614          * For version 4 (and older) superblocks, log recovery is dependent on
615          * the i_flushiter field being initialised from the current on-disk
616          * value and hence we must also read the inode off disk even when
617          * initializing new inodes.
618          */
619         if (xfs_has_v3inodes(mp) &&
620             (flags & XFS_IGET_CREATE) && !xfs_has_ikeep(mp)) {
621                 VFS_I(ip)->i_generation = prandom_u32();
622         } else {
623                 struct xfs_buf          *bp;
624
625                 error = xfs_imap_to_bp(mp, tp, &ip->i_imap, &bp);
626                 if (error)
627                         goto out_destroy;
628
629                 error = xfs_inode_from_disk(ip,
630                                 xfs_buf_offset(bp, ip->i_imap.im_boffset));
631                 if (!error)
632                         xfs_buf_set_ref(bp, XFS_INO_REF);
633                 xfs_trans_brelse(tp, bp);
634
635                 if (error)
636                         goto out_destroy;
637         }
638
639         trace_xfs_iget_miss(ip);
640
641         /*
642          * Check the inode free state is valid. This also detects lookup
643          * racing with unlinks.
644          */
645         error = xfs_iget_check_free_state(ip, flags);
646         if (error)
647                 goto out_destroy;
648
649         /*
650          * Preload the radix tree so we can insert safely under the
651          * write spinlock. Note that we cannot sleep inside the preload
652          * region. Since we can be called from transaction context, don't
653          * recurse into the file system.
654          */
655         if (radix_tree_preload(GFP_NOFS)) {
656                 error = -EAGAIN;
657                 goto out_destroy;
658         }
659
660         /*
661          * Because the inode hasn't been added to the radix-tree yet it can't
662          * be found by another thread, so we can do the non-sleeping lock here.
663          */
664         if (lock_flags) {
665                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, lock_flags))
666                         BUG();
667         }
668
669         /*
670          * These values must be set before inserting the inode into the radix
671          * tree as the moment it is inserted a concurrent lookup (allowed by the
672          * RCU locking mechanism) can find it and that lookup must see that this
673          * is an inode currently under construction (i.e. that XFS_INEW is set).
674          * The ip->i_flags_lock that protects the XFS_INEW flag forms the
675          * memory barrier that ensures this detection works correctly at lookup
676          * time.
677          */
678         iflags = XFS_INEW;
679         if (flags & XFS_IGET_DONTCACHE)
680                 d_mark_dontcache(VFS_I(ip));
681         ip->i_udquot = NULL;
682         ip->i_gdquot = NULL;
683         ip->i_pdquot = NULL;
684         xfs_iflags_set(ip, iflags);
685
686         /* insert the new inode */
687         spin_lock(&pag->pag_ici_lock);
688         error = radix_tree_insert(&pag->pag_ici_root, agino, ip);
689         if (unlikely(error)) {
690                 WARN_ON(error != -EEXIST);
691                 XFS_STATS_INC(mp, xs_ig_dup);
692                 error = -EAGAIN;
693                 goto out_preload_end;
694         }
695         spin_unlock(&pag->pag_ici_lock);
696         radix_tree_preload_end();
697
698         *ipp = ip;
699         return 0;
700
701 out_preload_end:
702         spin_unlock(&pag->pag_ici_lock);
703         radix_tree_preload_end();
704         if (lock_flags)
705                 xfs_iunlock(ip, lock_flags);
706 out_destroy:
707         __destroy_inode(VFS_I(ip));
708         xfs_inode_free(ip);
709         return error;
710 }
711
712 /*
713  * Look up an inode by number in the given file system.  The inode is looked up
714  * in the cache held in each AG.  If the inode is found in the cache, initialise
715  * the vfs inode if necessary.
716  *
717  * If it is not in core, read it in from the file system's device, add it to the
718  * cache and initialise the vfs inode.
719  *
720  * The inode is locked according to the value of the lock_flags parameter.
721  * Inode lookup is only done during metadata operations and not as part of the
722  * data IO path. Hence we only allow locking of the XFS_ILOCK during lookup.
723  */
724 int
725 xfs_iget(
726         struct xfs_mount        *mp,
727         struct xfs_trans        *tp,
728         xfs_ino_t               ino,
729         uint                    flags,
730         uint                    lock_flags,
731         struct xfs_inode        **ipp)
732 {
733         struct xfs_inode        *ip;
734         struct xfs_perag        *pag;
735         xfs_agino_t             agino;
736         int                     error;
737
738         ASSERT((lock_flags & (XFS_IOLOCK_EXCL | XFS_IOLOCK_SHARED)) == 0);
739
740         /* reject inode numbers outside existing AGs */
741         if (!ino || XFS_INO_TO_AGNO(mp, ino) >= mp->m_sb.sb_agcount)
742                 return -EINVAL;
743
744         XFS_STATS_INC(mp, xs_ig_attempts);
745
746         /* get the perag structure and ensure that it's inode capable */
747         pag = xfs_perag_get(mp, XFS_INO_TO_AGNO(mp, ino));
748         agino = XFS_INO_TO_AGINO(mp, ino);
749
750 again:
751         error = 0;
752         rcu_read_lock();
753         ip = radix_tree_lookup(&pag->pag_ici_root, agino);
754
755         if (ip) {
756                 error = xfs_iget_cache_hit(pag, ip, ino, flags, lock_flags);
757                 if (error)
758                         goto out_error_or_again;
759         } else {
760                 rcu_read_unlock();
761                 if (flags & XFS_IGET_INCORE) {
762                         error = -ENODATA;
763                         goto out_error_or_again;
764                 }
765                 XFS_STATS_INC(mp, xs_ig_missed);
766
767                 error = xfs_iget_cache_miss(mp, pag, tp, ino, &ip,
768                                                         flags, lock_flags);
769                 if (error)
770                         goto out_error_or_again;
771         }
772         xfs_perag_put(pag);
773
774         *ipp = ip;
775
776         /*
777          * If we have a real type for an on-disk inode, we can setup the inode
778          * now.  If it's a new inode being created, xfs_ialloc will handle it.
779          */
780         if (xfs_iflags_test(ip, XFS_INEW) && VFS_I(ip)->i_mode != 0)
781                 xfs_setup_existing_inode(ip);
782         return 0;
783
784 out_error_or_again:
785         if (!(flags & XFS_IGET_INCORE) && error == -EAGAIN) {
786                 delay(1);
787                 goto again;
788         }
789         xfs_perag_put(pag);
790         return error;
791 }
792
793 /*
794  * "Is this a cached inode that's also allocated?"
795  *
796  * Look up an inode by number in the given file system.  If the inode is
797  * in cache and isn't in purgatory, return 1 if the inode is allocated
798  * and 0 if it is not.  For all other cases (not in cache, being torn
799  * down, etc.), return a negative error code.
800  *
801  * The caller has to prevent inode allocation and freeing activity,
802  * presumably by locking the AGI buffer.   This is to ensure that an
803  * inode cannot transition from allocated to freed until the caller is
804  * ready to allow that.  If the inode is in an intermediate state (new,
805  * reclaimable, or being reclaimed), -EAGAIN will be returned; if the
806  * inode is not in the cache, -ENOENT will be returned.  The caller must
807  * deal with these scenarios appropriately.
808  *
809  * This is a specialized use case for the online scrubber; if you're
810  * reading this, you probably want xfs_iget.
811  */
812 int
813 xfs_icache_inode_is_allocated(
814         struct xfs_mount        *mp,
815         struct xfs_trans        *tp,
816         xfs_ino_t               ino,
817         bool                    *inuse)
818 {
819         struct xfs_inode        *ip;
820         int                     error;
821
822         error = xfs_iget(mp, tp, ino, XFS_IGET_INCORE, 0, &ip);
823         if (error)
824                 return error;
825
826         *inuse = !!(VFS_I(ip)->i_mode);
827         xfs_irele(ip);
828         return 0;
829 }
830
831 /*
832  * Grab the inode for reclaim exclusively.
833  *
834  * We have found this inode via a lookup under RCU, so the inode may have
835  * already been freed, or it may be in the process of being recycled by
836  * xfs_iget(). In both cases, the inode will have XFS_IRECLAIM set. If the inode
837  * has been fully recycled by the time we get the i_flags_lock, XFS_IRECLAIMABLE
838  * will not be set. Hence we need to check for both these flag conditions to
839  * avoid inodes that are no longer reclaim candidates.
840  *
841  * Note: checking for other state flags here, under the i_flags_lock or not, is
842  * racy and should be avoided. Those races should be resolved only after we have
843  * ensured that we are able to reclaim this inode and the world can see that we
844  * are going to reclaim it.
845  *
846  * Return true if we grabbed it, false otherwise.
847  */
848 static bool
849 xfs_reclaim_igrab(
850         struct xfs_inode        *ip,
851         struct xfs_icwalk       *icw)
852 {
853         ASSERT(rcu_read_lock_held());
854
855         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
856         if (!__xfs_iflags_test(ip, XFS_IRECLAIMABLE) ||
857             __xfs_iflags_test(ip, XFS_IRECLAIM)) {
858                 /* not a reclaim candidate. */
859                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
860                 return false;
861         }
862
863         /* Don't reclaim a sick inode unless the caller asked for it. */
864         if (ip->i_sick &&
865             (!icw || !(icw->icw_flags & XFS_ICWALK_FLAG_RECLAIM_SICK))) {
866                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
867                 return false;
868         }
869
870         __xfs_iflags_set(ip, XFS_IRECLAIM);
871         spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
872         return true;
873 }
874
875 /*
876  * Inode reclaim is non-blocking, so the default action if progress cannot be
877  * made is to "requeue" the inode for reclaim by unlocking it and clearing the
878  * XFS_IRECLAIM flag.  If we are in a shutdown state, we don't care about
879  * blocking anymore and hence we can wait for the inode to be able to reclaim
880  * it.
881  *
882  * We do no IO here - if callers require inodes to be cleaned they must push the
883  * AIL first to trigger writeback of dirty inodes.  This enables writeback to be
884  * done in the background in a non-blocking manner, and enables memory reclaim
885  * to make progress without blocking.
886  */
887 static void
888 xfs_reclaim_inode(
889         struct xfs_inode        *ip,
890         struct xfs_perag        *pag)
891 {
892         xfs_ino_t               ino = ip->i_ino; /* for radix_tree_delete */
893
894         if (!xfs_ilock_nowait(ip, XFS_ILOCK_EXCL))
895                 goto out;
896         if (xfs_iflags_test_and_set(ip, XFS_IFLUSHING))
897                 goto out_iunlock;
898
899         if (xfs_is_shutdown(ip->i_mount)) {
900                 xfs_iunpin_wait(ip);
901                 xfs_iflush_abort(ip);
902                 goto reclaim;
903         }
904         if (xfs_ipincount(ip))
905                 goto out_clear_flush;
906         if (!xfs_inode_clean(ip))
907                 goto out_clear_flush;
908
909         xfs_iflags_clear(ip, XFS_IFLUSHING);
910 reclaim:
911         trace_xfs_inode_reclaiming(ip);
912
913         /*
914          * Because we use RCU freeing we need to ensure the inode always appears
915          * to be reclaimed with an invalid inode number when in the free state.
916          * We do this as early as possible under the ILOCK so that
917          * xfs_iflush_cluster() and xfs_ifree_cluster() can be guaranteed to
918          * detect races with us here. By doing this, we guarantee that once
919          * xfs_iflush_cluster() or xfs_ifree_cluster() has locked XFS_ILOCK that
920          * it will see either a valid inode that will serialise correctly, or it
921          * will see an invalid inode that it can skip.
922          */
923         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
924         ip->i_flags = XFS_IRECLAIM;
925         ip->i_ino = 0;
926         ip->i_sick = 0;
927         ip->i_checked = 0;
928         spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
929
930         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
931
932         XFS_STATS_INC(ip->i_mount, xs_ig_reclaims);
933         /*
934          * Remove the inode from the per-AG radix tree.
935          *
936          * Because radix_tree_delete won't complain even if the item was never
937          * added to the tree assert that it's been there before to catch
938          * problems with the inode life time early on.
939          */
940         spin_lock(&pag->pag_ici_lock);
941         if (!radix_tree_delete(&pag->pag_ici_root,
942                                 XFS_INO_TO_AGINO(ip->i_mount, ino)))
943                 ASSERT(0);
944         xfs_perag_clear_inode_tag(pag, NULLAGINO, XFS_ICI_RECLAIM_TAG);
945         spin_unlock(&pag->pag_ici_lock);
946
947         /*
948          * Here we do an (almost) spurious inode lock in order to coordinate
949          * with inode cache radix tree lookups.  This is because the lookup
950          * can reference the inodes in the cache without taking references.
951          *
952          * We make that OK here by ensuring that we wait until the inode is
953          * unlocked after the lookup before we go ahead and free it.
954          */
955         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
956         ASSERT(!ip->i_udquot && !ip->i_gdquot && !ip->i_pdquot);
957         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
958         ASSERT(xfs_inode_clean(ip));
959
960         __xfs_inode_free(ip);
961         return;
962
963 out_clear_flush:
964         xfs_iflags_clear(ip, XFS_IFLUSHING);
965 out_iunlock:
966         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
967 out:
968         xfs_iflags_clear(ip, XFS_IRECLAIM);
969 }
970
971 /* Reclaim sick inodes if we're unmounting or the fs went down. */
972 static inline bool
973 xfs_want_reclaim_sick(
974         struct xfs_mount        *mp)
975 {
976         return xfs_is_unmounting(mp) || xfs_has_norecovery(mp) ||
977                xfs_is_shutdown(mp);
978 }
979
980 void
981 xfs_reclaim_inodes(
982         struct xfs_mount        *mp)
983 {
984         struct xfs_icwalk       icw = {
985                 .icw_flags      = 0,
986         };
987
988         if (xfs_want_reclaim_sick(mp))
989                 icw.icw_flags |= XFS_ICWALK_FLAG_RECLAIM_SICK;
990
991         while (radix_tree_tagged(&mp->m_perag_tree, XFS_ICI_RECLAIM_TAG)) {
992                 xfs_ail_push_all_sync(mp->m_ail);
993                 xfs_icwalk(mp, XFS_ICWALK_RECLAIM, &icw);
994         }
995 }
996
997 /*
998  * The shrinker infrastructure determines how many inodes we should scan for
999  * reclaim. We want as many clean inodes ready to reclaim as possible, so we
1000  * push the AIL here. We also want to proactively free up memory if we can to
1001  * minimise the amount of work memory reclaim has to do so we kick the
1002  * background reclaim if it isn't already scheduled.
1003  */
1004 long
1005 xfs_reclaim_inodes_nr(
1006         struct xfs_mount        *mp,
1007         unsigned long           nr_to_scan)
1008 {
1009         struct xfs_icwalk       icw = {
1010                 .icw_flags      = XFS_ICWALK_FLAG_SCAN_LIMIT,
1011                 .icw_scan_limit = min_t(unsigned long, LONG_MAX, nr_to_scan),
1012         };
1013
1014         if (xfs_want_reclaim_sick(mp))
1015                 icw.icw_flags |= XFS_ICWALK_FLAG_RECLAIM_SICK;
1016
1017         /* kick background reclaimer and push the AIL */
1018         xfs_reclaim_work_queue(mp);
1019         xfs_ail_push_all(mp->m_ail);
1020
1021         xfs_icwalk(mp, XFS_ICWALK_RECLAIM, &icw);
1022         return 0;
1023 }
1024
1025 /*
1026  * Return the number of reclaimable inodes in the filesystem for
1027  * the shrinker to determine how much to reclaim.
1028  */
1029 long
1030 xfs_reclaim_inodes_count(
1031         struct xfs_mount        *mp)
1032 {
1033         struct xfs_perag        *pag;
1034         xfs_agnumber_t          ag = 0;
1035         long                    reclaimable = 0;
1036
1037         while ((pag = xfs_perag_get_tag(mp, ag, XFS_ICI_RECLAIM_TAG))) {
1038                 ag = pag->pag_agno + 1;
1039                 reclaimable += pag->pag_ici_reclaimable;
1040                 xfs_perag_put(pag);
1041         }
1042         return reclaimable;
1043 }
1044
1045 STATIC bool
1046 xfs_icwalk_match_id(
1047         struct xfs_inode        *ip,
1048         struct xfs_icwalk       *icw)
1049 {
1050         if ((icw->icw_flags & XFS_ICWALK_FLAG_UID) &&
1051             !uid_eq(VFS_I(ip)->i_uid, icw->icw_uid))
1052                 return false;
1053
1054         if ((icw->icw_flags & XFS_ICWALK_FLAG_GID) &&
1055             !gid_eq(VFS_I(ip)->i_gid, icw->icw_gid))
1056                 return false;
1057
1058         if ((icw->icw_flags & XFS_ICWALK_FLAG_PRID) &&
1059             ip->i_projid != icw->icw_prid)
1060                 return false;
1061
1062         return true;
1063 }
1064
1065 /*
1066  * A union-based inode filtering algorithm. Process the inode if any of the
1067  * criteria match. This is for global/internal scans only.
1068  */
1069 STATIC bool
1070 xfs_icwalk_match_id_union(
1071         struct xfs_inode        *ip,
1072         struct xfs_icwalk       *icw)
1073 {
1074         if ((icw->icw_flags & XFS_ICWALK_FLAG_UID) &&
1075             uid_eq(VFS_I(ip)->i_uid, icw->icw_uid))
1076                 return true;
1077
1078         if ((icw->icw_flags & XFS_ICWALK_FLAG_GID) &&
1079             gid_eq(VFS_I(ip)->i_gid, icw->icw_gid))
1080                 return true;
1081
1082         if ((icw->icw_flags & XFS_ICWALK_FLAG_PRID) &&
1083             ip->i_projid == icw->icw_prid)
1084                 return true;
1085
1086         return false;
1087 }
1088
1089 /*
1090  * Is this inode @ip eligible for eof/cow block reclamation, given some
1091  * filtering parameters @icw?  The inode is eligible if @icw is null or
1092  * if the predicate functions match.
1093  */
1094 static bool
1095 xfs_icwalk_match(
1096         struct xfs_inode        *ip,
1097         struct xfs_icwalk       *icw)
1098 {
1099         bool                    match;
1100
1101         if (!icw)
1102                 return true;
1103
1104         if (icw->icw_flags & XFS_ICWALK_FLAG_UNION)
1105                 match = xfs_icwalk_match_id_union(ip, icw);
1106         else
1107                 match = xfs_icwalk_match_id(ip, icw);
1108         if (!match)
1109                 return false;
1110
1111         /* skip the inode if the file size is too small */
1112         if ((icw->icw_flags & XFS_ICWALK_FLAG_MINFILESIZE) &&
1113             XFS_ISIZE(ip) < icw->icw_min_file_size)
1114                 return false;
1115
1116         return true;
1117 }
1118
1119 /*
1120  * This is a fast pass over the inode cache to try to get reclaim moving on as
1121  * many inodes as possible in a short period of time. It kicks itself every few
1122  * seconds, as well as being kicked by the inode cache shrinker when memory
1123  * goes low.
1124  */
1125 void
1126 xfs_reclaim_worker(
1127         struct work_struct *work)
1128 {
1129         struct xfs_mount *mp = container_of(to_delayed_work(work),
1130                                         struct xfs_mount, m_reclaim_work);
1131
1132         xfs_icwalk(mp, XFS_ICWALK_RECLAIM, NULL);
1133         xfs_reclaim_work_queue(mp);
1134 }
1135
1136 STATIC int
1137 xfs_inode_free_eofblocks(
1138         struct xfs_inode        *ip,
1139         struct xfs_icwalk       *icw,
1140         unsigned int            *lockflags)
1141 {
1142         bool                    wait;
1143
1144         wait = icw && (icw->icw_flags & XFS_ICWALK_FLAG_SYNC);
1145
1146         if (!xfs_iflags_test(ip, XFS_IEOFBLOCKS))
1147                 return 0;
1148
1149         /*
1150          * If the mapping is dirty the operation can block and wait for some
1151          * time. Unless we are waiting, skip it.
1152          */
1153         if (!wait && mapping_tagged(VFS_I(ip)->i_mapping, PAGECACHE_TAG_DIRTY))
1154                 return 0;
1155
1156         if (!xfs_icwalk_match(ip, icw))
1157                 return 0;
1158
1159         /*
1160          * If the caller is waiting, return -EAGAIN to keep the background
1161          * scanner moving and revisit the inode in a subsequent pass.
1162          */
1163         if (!xfs_ilock_nowait(ip, XFS_IOLOCK_EXCL)) {
1164                 if (wait)
1165                         return -EAGAIN;
1166                 return 0;
1167         }
1168         *lockflags |= XFS_IOLOCK_EXCL;
1169
1170         if (xfs_can_free_eofblocks(ip, false))
1171                 return xfs_free_eofblocks(ip);
1172
1173         /* inode could be preallocated or append-only */
1174         trace_xfs_inode_free_eofblocks_invalid(ip);
1175         xfs_inode_clear_eofblocks_tag(ip);
1176         return 0;
1177 }
1178
1179 static void
1180 xfs_blockgc_set_iflag(
1181         struct xfs_inode        *ip,
1182         unsigned long           iflag)
1183 {
1184         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1185         struct xfs_perag        *pag;
1186
1187         ASSERT((iflag & ~(XFS_IEOFBLOCKS | XFS_ICOWBLOCKS)) == 0);
1188
1189         /*
1190          * Don't bother locking the AG and looking up in the radix trees
1191          * if we already know that we have the tag set.
1192          */
1193         if (ip->i_flags & iflag)
1194                 return;
1195         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
1196         ip->i_flags |= iflag;
1197         spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
1198
1199         pag = xfs_perag_get(mp, XFS_INO_TO_AGNO(mp, ip->i_ino));
1200         spin_lock(&pag->pag_ici_lock);
1201
1202         xfs_perag_set_inode_tag(pag, XFS_INO_TO_AGINO(mp, ip->i_ino),
1203                         XFS_ICI_BLOCKGC_TAG);
1204
1205         spin_unlock(&pag->pag_ici_lock);
1206         xfs_perag_put(pag);
1207 }
1208
1209 void
1210 xfs_inode_set_eofblocks_tag(
1211         xfs_inode_t     *ip)
1212 {
1213         trace_xfs_inode_set_eofblocks_tag(ip);
1214         return xfs_blockgc_set_iflag(ip, XFS_IEOFBLOCKS);
1215 }
1216
1217 static void
1218 xfs_blockgc_clear_iflag(
1219         struct xfs_inode        *ip,
1220         unsigned long           iflag)
1221 {
1222         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1223         struct xfs_perag        *pag;
1224         bool                    clear_tag;
1225
1226         ASSERT((iflag & ~(XFS_IEOFBLOCKS | XFS_ICOWBLOCKS)) == 0);
1227
1228         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
1229         ip->i_flags &= ~iflag;
1230         clear_tag = (ip->i_flags & (XFS_IEOFBLOCKS | XFS_ICOWBLOCKS)) == 0;
1231         spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
1232
1233         if (!clear_tag)
1234                 return;
1235
1236         pag = xfs_perag_get(mp, XFS_INO_TO_AGNO(mp, ip->i_ino));
1237         spin_lock(&pag->pag_ici_lock);
1238
1239         xfs_perag_clear_inode_tag(pag, XFS_INO_TO_AGINO(mp, ip->i_ino),
1240                         XFS_ICI_BLOCKGC_TAG);
1241
1242         spin_unlock(&pag->pag_ici_lock);
1243         xfs_perag_put(pag);
1244 }
1245
1246 void
1247 xfs_inode_clear_eofblocks_tag(
1248         xfs_inode_t     *ip)
1249 {
1250         trace_xfs_inode_clear_eofblocks_tag(ip);
1251         return xfs_blockgc_clear_iflag(ip, XFS_IEOFBLOCKS);
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Set ourselves up to free CoW blocks from this file.  If it's already clean
1256  * then we can bail out quickly, but otherwise we must back off if the file
1257  * is undergoing some kind of write.
1258  */
1259 static bool
1260 xfs_prep_free_cowblocks(
1261         struct xfs_inode        *ip)
1262 {
1263         /*
1264          * Just clear the tag if we have an empty cow fork or none at all. It's
1265          * possible the inode was fully unshared since it was originally tagged.
1266          */
1267         if (!xfs_inode_has_cow_data(ip)) {
1268                 trace_xfs_inode_free_cowblocks_invalid(ip);
1269                 xfs_inode_clear_cowblocks_tag(ip);
1270                 return false;
1271         }
1272
1273         /*
1274          * If the mapping is dirty or under writeback we cannot touch the
1275          * CoW fork.  Leave it alone if we're in the midst of a directio.
1276          */
1277         if ((VFS_I(ip)->i_state & I_DIRTY_PAGES) ||
1278             mapping_tagged(VFS_I(ip)->i_mapping, PAGECACHE_TAG_DIRTY) ||
1279             mapping_tagged(VFS_I(ip)->i_mapping, PAGECACHE_TAG_WRITEBACK) ||
1280             atomic_read(&VFS_I(ip)->i_dio_count))
1281                 return false;
1282
1283         return true;
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Automatic CoW Reservation Freeing
1288  *
1289  * These functions automatically garbage collect leftover CoW reservations
1290  * that were made on behalf of a cowextsize hint when we start to run out
1291  * of quota or when the reservations sit around for too long.  If the file
1292  * has dirty pages or is undergoing writeback, its CoW reservations will
1293  * be retained.
1294  *
1295  * The actual garbage collection piggybacks off the same code that runs
1296  * the speculative EOF preallocation garbage collector.
1297  */
1298 STATIC int
1299 xfs_inode_free_cowblocks(
1300         struct xfs_inode        *ip,
1301         struct xfs_icwalk       *icw,
1302         unsigned int            *lockflags)
1303 {
1304         bool                    wait;
1305         int                     ret = 0;
1306
1307         wait = icw && (icw->icw_flags & XFS_ICWALK_FLAG_SYNC);
1308
1309         if (!xfs_iflags_test(ip, XFS_ICOWBLOCKS))
1310                 return 0;
1311
1312         if (!xfs_prep_free_cowblocks(ip))
1313                 return 0;
1314
1315         if (!xfs_icwalk_match(ip, icw))
1316                 return 0;
1317
1318         /*
1319          * If the caller is waiting, return -EAGAIN to keep the background
1320          * scanner moving and revisit the inode in a subsequent pass.
1321          */
1322         if (!(*lockflags & XFS_IOLOCK_EXCL) &&
1323             !xfs_ilock_nowait(ip, XFS_IOLOCK_EXCL)) {
1324                 if (wait)
1325                         return -EAGAIN;
1326                 return 0;
1327         }
1328         *lockflags |= XFS_IOLOCK_EXCL;
1329
1330         if (!xfs_ilock_nowait(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL)) {
1331                 if (wait)
1332                         return -EAGAIN;
1333                 return 0;
1334         }
1335         *lockflags |= XFS_MMAPLOCK_EXCL;
1336
1337         /*
1338          * Check again, nobody else should be able to dirty blocks or change
1339          * the reflink iflag now that we have the first two locks held.
1340          */
1341         if (xfs_prep_free_cowblocks(ip))
1342                 ret = xfs_reflink_cancel_cow_range(ip, 0, NULLFILEOFF, false);
1343         return ret;
1344 }
1345
1346 void
1347 xfs_inode_set_cowblocks_tag(
1348         xfs_inode_t     *ip)
1349 {
1350         trace_xfs_inode_set_cowblocks_tag(ip);
1351         return xfs_blockgc_set_iflag(ip, XFS_ICOWBLOCKS);
1352 }
1353
1354 void
1355 xfs_inode_clear_cowblocks_tag(
1356         xfs_inode_t     *ip)
1357 {
1358         trace_xfs_inode_clear_cowblocks_tag(ip);
1359         return xfs_blockgc_clear_iflag(ip, XFS_ICOWBLOCKS);
1360 }
1361
1362 /* Disable post-EOF and CoW block auto-reclamation. */
1363 void
1364 xfs_blockgc_stop(
1365         struct xfs_mount        *mp)
1366 {
1367         struct xfs_perag        *pag;
1368         xfs_agnumber_t          agno;
1369
1370         if (!xfs_clear_blockgc_enabled(mp))
1371                 return;
1372
1373         for_each_perag(mp, agno, pag)
1374                 cancel_delayed_work_sync(&pag->pag_blockgc_work);
1375         trace_xfs_blockgc_stop(mp, __return_address);
1376 }
1377
1378 /* Enable post-EOF and CoW block auto-reclamation. */
1379 void
1380 xfs_blockgc_start(
1381         struct xfs_mount        *mp)
1382 {
1383         struct xfs_perag        *pag;
1384         xfs_agnumber_t          agno;
1385
1386         if (xfs_set_blockgc_enabled(mp))
1387                 return;
1388
1389         trace_xfs_blockgc_start(mp, __return_address);
1390         for_each_perag_tag(mp, agno, pag, XFS_ICI_BLOCKGC_TAG)
1391                 xfs_blockgc_queue(pag);
1392 }
1393
1394 /* Don't try to run block gc on an inode that's in any of these states. */
1395 #define XFS_BLOCKGC_NOGRAB_IFLAGS       (XFS_INEW | \
1396                                          XFS_NEED_INACTIVE | \
1397                                          XFS_INACTIVATING | \
1398                                          XFS_IRECLAIMABLE | \
1399                                          XFS_IRECLAIM)
1400 /*
1401  * Decide if the given @ip is eligible for garbage collection of speculative
1402  * preallocations, and grab it if so.  Returns true if it's ready to go or
1403  * false if we should just ignore it.
1404  */
1405 static bool
1406 xfs_blockgc_igrab(
1407         struct xfs_inode        *ip)
1408 {
1409         struct inode            *inode = VFS_I(ip);
1410
1411         ASSERT(rcu_read_lock_held());
1412
1413         /* Check for stale RCU freed inode */
1414         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
1415         if (!ip->i_ino)
1416                 goto out_unlock_noent;
1417
1418         if (ip->i_flags & XFS_BLOCKGC_NOGRAB_IFLAGS)
1419                 goto out_unlock_noent;
1420         spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
1421
1422         /* nothing to sync during shutdown */
1423         if (xfs_is_shutdown(ip->i_mount))
1424                 return false;
1425
1426         /* If we can't grab the inode, it must on it's way to reclaim. */
1427         if (!igrab(inode))
1428                 return false;
1429
1430         /* inode is valid */
1431         return true;
1432
1433 out_unlock_noent:
1434         spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
1435         return false;
1436 }
1437
1438 /* Scan one incore inode for block preallocations that we can remove. */
1439 static int
1440 xfs_blockgc_scan_inode(
1441         struct xfs_inode        *ip,
1442         struct xfs_icwalk       *icw)
1443 {
1444         unsigned int            lockflags = 0;
1445         int                     error;
1446
1447         error = xfs_inode_free_eofblocks(ip, icw, &lockflags);
1448         if (error)
1449                 goto unlock;
1450
1451         error = xfs_inode_free_cowblocks(ip, icw, &lockflags);
1452 unlock:
1453         if (lockflags)
1454                 xfs_iunlock(ip, lockflags);
1455         xfs_irele(ip);
1456         return error;
1457 }
1458
1459 /* Background worker that trims preallocated space. */
1460 void
1461 xfs_blockgc_worker(
1462         struct work_struct      *work)
1463 {
1464         struct xfs_perag        *pag = container_of(to_delayed_work(work),
1465                                         struct xfs_perag, pag_blockgc_work);
1466         struct xfs_mount        *mp = pag->pag_mount;
1467         int                     error;
1468
1469         trace_xfs_blockgc_worker(mp, __return_address);
1470
1471         error = xfs_icwalk_ag(pag, XFS_ICWALK_BLOCKGC, NULL);
1472         if (error)
1473                 xfs_info(mp, "AG %u preallocation gc worker failed, err=%d",
1474                                 pag->pag_agno, error);
1475         xfs_blockgc_queue(pag);
1476 }
1477
1478 /*
1479  * Try to free space in the filesystem by purging inactive inodes, eofblocks
1480  * and cowblocks.
1481  */
1482 int
1483 xfs_blockgc_free_space(
1484         struct xfs_mount        *mp,
1485         struct xfs_icwalk       *icw)
1486 {
1487         int                     error;
1488
1489         trace_xfs_blockgc_free_space(mp, icw, _RET_IP_);
1490
1491         error = xfs_icwalk(mp, XFS_ICWALK_BLOCKGC, icw);
1492         if (error)
1493                 return error;
1494
1495         xfs_inodegc_flush(mp);
1496         return 0;
1497 }
1498
1499 /*
1500  * Reclaim all the free space that we can by scheduling the background blockgc
1501  * and inodegc workers immediately and waiting for them all to clear.
1502  */
1503 void
1504 xfs_blockgc_flush_all(
1505         struct xfs_mount        *mp)
1506 {
1507         struct xfs_perag        *pag;
1508         xfs_agnumber_t          agno;
1509
1510         trace_xfs_blockgc_flush_all(mp, __return_address);
1511
1512         /*
1513          * For each blockgc worker, move its queue time up to now.  If it
1514          * wasn't queued, it will not be requeued.  Then flush whatever's
1515          * left.
1516          */
1517         for_each_perag_tag(mp, agno, pag, XFS_ICI_BLOCKGC_TAG)
1518                 mod_delayed_work(pag->pag_mount->m_blockgc_wq,
1519                                 &pag->pag_blockgc_work, 0);
1520
1521         for_each_perag_tag(mp, agno, pag, XFS_ICI_BLOCKGC_TAG)
1522                 flush_delayed_work(&pag->pag_blockgc_work);
1523
1524         xfs_inodegc_flush(mp);
1525 }
1526
1527 /*
1528  * Run cow/eofblocks scans on the supplied dquots.  We don't know exactly which
1529  * quota caused an allocation failure, so we make a best effort by including
1530  * each quota under low free space conditions (less than 1% free space) in the
1531  * scan.
1532  *
1533  * Callers must not hold any inode's ILOCK.  If requesting a synchronous scan
1534  * (XFS_ICWALK_FLAG_SYNC), the caller also must not hold any inode's IOLOCK or
1535  * MMAPLOCK.
1536  */
1537 int
1538 xfs_blockgc_free_dquots(
1539         struct xfs_mount        *mp,
1540         struct xfs_dquot        *udqp,
1541         struct xfs_dquot        *gdqp,
1542         struct xfs_dquot        *pdqp,
1543         unsigned int            iwalk_flags)
1544 {
1545         struct xfs_icwalk       icw = {0};
1546         bool                    do_work = false;
1547
1548         if (!udqp && !gdqp && !pdqp)
1549                 return 0;
1550
1551         /*
1552          * Run a scan to free blocks using the union filter to cover all
1553          * applicable quotas in a single scan.
1554          */
1555         icw.icw_flags = XFS_ICWALK_FLAG_UNION | iwalk_flags;
1556
1557         if (XFS_IS_UQUOTA_ENFORCED(mp) && udqp && xfs_dquot_lowsp(udqp)) {
1558                 icw.icw_uid = make_kuid(mp->m_super->s_user_ns, udqp->q_id);
1559                 icw.icw_flags |= XFS_ICWALK_FLAG_UID;
1560                 do_work = true;
1561         }
1562
1563         if (XFS_IS_UQUOTA_ENFORCED(mp) && gdqp && xfs_dquot_lowsp(gdqp)) {
1564                 icw.icw_gid = make_kgid(mp->m_super->s_user_ns, gdqp->q_id);
1565                 icw.icw_flags |= XFS_ICWALK_FLAG_GID;
1566                 do_work = true;
1567         }
1568
1569         if (XFS_IS_PQUOTA_ENFORCED(mp) && pdqp && xfs_dquot_lowsp(pdqp)) {
1570                 icw.icw_prid = pdqp->q_id;
1571                 icw.icw_flags |= XFS_ICWALK_FLAG_PRID;
1572                 do_work = true;
1573         }
1574
1575         if (!do_work)
1576                 return 0;
1577
1578         return xfs_blockgc_free_space(mp, &icw);
1579 }
1580
1581 /* Run cow/eofblocks scans on the quotas attached to the inode. */
1582 int
1583 xfs_blockgc_free_quota(
1584         struct xfs_inode        *ip,
1585         unsigned int            iwalk_flags)
1586 {
1587         return xfs_blockgc_free_dquots(ip->i_mount,
1588                         xfs_inode_dquot(ip, XFS_DQTYPE_USER),
1589                         xfs_inode_dquot(ip, XFS_DQTYPE_GROUP),
1590                         xfs_inode_dquot(ip, XFS_DQTYPE_PROJ), iwalk_flags);
1591 }
1592
1593 /* XFS Inode Cache Walking Code */
1594
1595 /*
1596  * The inode lookup is done in batches to keep the amount of lock traffic and
1597  * radix tree lookups to a minimum. The batch size is a trade off between
1598  * lookup reduction and stack usage. This is in the reclaim path, so we can't
1599  * be too greedy.
1600  */
1601 #define XFS_LOOKUP_BATCH        32
1602
1603
1604 /*
1605  * Decide if we want to grab this inode in anticipation of doing work towards
1606  * the goal.
1607  */
1608 static inline bool
1609 xfs_icwalk_igrab(
1610         enum xfs_icwalk_goal    goal,
1611         struct xfs_inode        *ip,
1612         struct xfs_icwalk       *icw)
1613 {
1614         switch (goal) {
1615         case XFS_ICWALK_BLOCKGC:
1616                 return xfs_blockgc_igrab(ip);
1617         case XFS_ICWALK_RECLAIM:
1618                 return xfs_reclaim_igrab(ip, icw);
1619         default:
1620                 return false;
1621         }
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Process an inode.  Each processing function must handle any state changes
1626  * made by the icwalk igrab function.  Return -EAGAIN to skip an inode.
1627  */
1628 static inline int
1629 xfs_icwalk_process_inode(
1630         enum xfs_icwalk_goal    goal,
1631         struct xfs_inode        *ip,
1632         struct xfs_perag        *pag,
1633         struct xfs_icwalk       *icw)
1634 {
1635         int                     error = 0;
1636
1637         switch (goal) {
1638         case XFS_ICWALK_BLOCKGC:
1639                 error = xfs_blockgc_scan_inode(ip, icw);
1640                 break;
1641         case XFS_ICWALK_RECLAIM:
1642                 xfs_reclaim_inode(ip, pag);
1643                 break;
1644         }
1645         return error;
1646 }
1647
1648 /*
1649  * For a given per-AG structure @pag and a goal, grab qualifying inodes and
1650  * process them in some manner.
1651  */
1652 static int
1653 xfs_icwalk_ag(
1654         struct xfs_perag        *pag,
1655         enum xfs_icwalk_goal    goal,
1656         struct xfs_icwalk       *icw)
1657 {
1658         struct xfs_mount        *mp = pag->pag_mount;
1659         uint32_t                first_index;
1660         int                     last_error = 0;
1661         int                     skipped;
1662         bool                    done;
1663         int                     nr_found;
1664
1665 restart:
1666         done = false;
1667         skipped = 0;
1668         if (goal == XFS_ICWALK_RECLAIM)
1669                 first_index = READ_ONCE(pag->pag_ici_reclaim_cursor);
1670         else
1671                 first_index = 0;
1672         nr_found = 0;
1673         do {
1674                 struct xfs_inode *batch[XFS_LOOKUP_BATCH];
1675                 int             error = 0;
1676                 int             i;
1677
1678                 rcu_read_lock();
1679
1680                 nr_found = radix_tree_gang_lookup_tag(&pag->pag_ici_root,
1681                                 (void **) batch, first_index,
1682                                 XFS_LOOKUP_BATCH, goal);
1683                 if (!nr_found) {
1684                         done = true;
1685                         rcu_read_unlock();
1686                         break;
1687                 }
1688
1689                 /*
1690                  * Grab the inodes before we drop the lock. if we found
1691                  * nothing, nr == 0 and the loop will be skipped.
1692                  */
1693                 for (i = 0; i < nr_found; i++) {
1694                         struct xfs_inode *ip = batch[i];
1695
1696                         if (done || !xfs_icwalk_igrab(goal, ip, icw))
1697                                 batch[i] = NULL;
1698
1699                         /*
1700                          * Update the index for the next lookup. Catch
1701                          * overflows into the next AG range which can occur if
1702                          * we have inodes in the last block of the AG and we
1703                          * are currently pointing to the last inode.
1704                          *
1705                          * Because we may see inodes that are from the wrong AG
1706                          * due to RCU freeing and reallocation, only update the
1707                          * index if it lies in this AG. It was a race that lead
1708                          * us to see this inode, so another lookup from the
1709                          * same index will not find it again.
1710                          */
1711                         if (XFS_INO_TO_AGNO(mp, ip->i_ino) != pag->pag_agno)
1712                                 continue;
1713                         first_index = XFS_INO_TO_AGINO(mp, ip->i_ino + 1);
1714                         if (first_index < XFS_INO_TO_AGINO(mp, ip->i_ino))
1715                                 done = true;
1716                 }
1717
1718                 /* unlock now we've grabbed the inodes. */
1719                 rcu_read_unlock();
1720
1721                 for (i = 0; i < nr_found; i++) {
1722                         if (!batch[i])
1723                                 continue;
1724                         error = xfs_icwalk_process_inode(goal, batch[i], pag,
1725                                         icw);
1726                         if (error == -EAGAIN) {
1727                                 skipped++;
1728                                 continue;
1729                         }
1730                         if (error && last_error != -EFSCORRUPTED)
1731                                 last_error = error;
1732                 }
1733
1734                 /* bail out if the filesystem is corrupted.  */
1735                 if (error == -EFSCORRUPTED)
1736                         break;
1737
1738                 cond_resched();
1739
1740                 if (icw && (icw->icw_flags & XFS_ICWALK_FLAG_SCAN_LIMIT)) {
1741                         icw->icw_scan_limit -= XFS_LOOKUP_BATCH;
1742                         if (icw->icw_scan_limit <= 0)
1743                                 break;
1744                 }
1745         } while (nr_found && !done);
1746
1747         if (goal == XFS_ICWALK_RECLAIM) {
1748                 if (done)
1749                         first_index = 0;
1750                 WRITE_ONCE(pag->pag_ici_reclaim_cursor, first_index);
1751         }
1752
1753         if (skipped) {
1754                 delay(1);
1755                 goto restart;
1756         }
1757         return last_error;
1758 }
1759
1760 /* Walk all incore inodes to achieve a given goal. */
1761 static int
1762 xfs_icwalk(
1763         struct xfs_mount        *mp,
1764         enum xfs_icwalk_goal    goal,
1765         struct xfs_icwalk       *icw)
1766 {
1767         struct xfs_perag        *pag;
1768         int                     error = 0;
1769         int                     last_error = 0;
1770         xfs_agnumber_t          agno;
1771
1772         for_each_perag_tag(mp, agno, pag, goal) {
1773                 error = xfs_icwalk_ag(pag, goal, icw);
1774                 if (error) {
1775                         last_error = error;
1776                         if (error == -EFSCORRUPTED) {
1777                                 xfs_perag_put(pag);
1778                                 break;
1779                         }
1780                 }
1781         }
1782         return last_error;
1783         BUILD_BUG_ON(XFS_ICWALK_PRIVATE_FLAGS & XFS_ICWALK_FLAGS_VALID);
1784 }
1785
1786 #ifdef DEBUG
1787 static void
1788 xfs_check_delalloc(
1789         struct xfs_inode        *ip,
1790         int                     whichfork)
1791 {
1792         struct xfs_ifork        *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, whichfork);
1793         struct xfs_bmbt_irec    got;
1794         struct xfs_iext_cursor  icur;
1795
1796         if (!ifp || !xfs_iext_lookup_extent(ip, ifp, 0, &icur, &got))
1797                 return;
1798         do {
1799                 if (isnullstartblock(got.br_startblock)) {
1800                         xfs_warn(ip->i_mount,
1801         "ino %llx %s fork has delalloc extent at [0x%llx:0x%llx]",
1802                                 ip->i_ino,
1803                                 whichfork == XFS_DATA_FORK ? "data" : "cow",
1804                                 got.br_startoff, got.br_blockcount);
1805                 }
1806         } while (xfs_iext_next_extent(ifp, &icur, &got));
1807 }
1808 #else
1809 #define xfs_check_delalloc(ip, whichfork)       do { } while (0)
1810 #endif
1811
1812 /* Schedule the inode for reclaim. */
1813 static void
1814 xfs_inodegc_set_reclaimable(
1815         struct xfs_inode        *ip)
1816 {
1817         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1818         struct xfs_perag        *pag;
1819
1820         if (!xfs_is_shutdown(mp) && ip->i_delayed_blks) {
1821                 xfs_check_delalloc(ip, XFS_DATA_FORK);
1822                 xfs_check_delalloc(ip, XFS_COW_FORK);
1823                 ASSERT(0);
1824         }
1825
1826         pag = xfs_perag_get(mp, XFS_INO_TO_AGNO(mp, ip->i_ino));
1827         spin_lock(&pag->pag_ici_lock);
1828         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
1829
1830         trace_xfs_inode_set_reclaimable(ip);
1831         ip->i_flags &= ~(XFS_NEED_INACTIVE | XFS_INACTIVATING);
1832         ip->i_flags |= XFS_IRECLAIMABLE;
1833         xfs_perag_set_inode_tag(pag, XFS_INO_TO_AGINO(mp, ip->i_ino),
1834                         XFS_ICI_RECLAIM_TAG);
1835
1836         spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
1837         spin_unlock(&pag->pag_ici_lock);
1838         xfs_perag_put(pag);
1839 }
1840
1841 /*
1842  * Free all speculative preallocations and possibly even the inode itself.
1843  * This is the last chance to make changes to an otherwise unreferenced file
1844  * before incore reclamation happens.
1845  */
1846 static void
1847 xfs_inodegc_inactivate(
1848         struct xfs_inode        *ip)
1849 {
1850         trace_xfs_inode_inactivating(ip);
1851         xfs_inactive(ip);
1852         xfs_inodegc_set_reclaimable(ip);
1853 }
1854
1855 void
1856 xfs_inodegc_worker(
1857         struct work_struct      *work)
1858 {
1859         struct xfs_inodegc      *gc = container_of(to_delayed_work(work),
1860                                                 struct xfs_inodegc, work);
1861         struct llist_node       *node = llist_del_all(&gc->list);
1862         struct xfs_inode        *ip, *n;
1863
1864         ASSERT(gc->cpu == smp_processor_id());
1865
1866         WRITE_ONCE(gc->items, 0);
1867
1868         if (!node)
1869                 return;
1870
1871         ip = llist_entry(node, struct xfs_inode, i_gclist);
1872         trace_xfs_inodegc_worker(ip->i_mount, READ_ONCE(gc->shrinker_hits));
1873
1874         WRITE_ONCE(gc->shrinker_hits, 0);
1875         llist_for_each_entry_safe(ip, n, node, i_gclist) {
1876                 xfs_iflags_set(ip, XFS_INACTIVATING);
1877                 xfs_inodegc_inactivate(ip);
1878         }
1879 }
1880
1881 /*
1882  * Expedite all pending inodegc work to run immediately. This does not wait for
1883  * completion of the work.
1884  */
1885 void
1886 xfs_inodegc_push(
1887         struct xfs_mount        *mp)
1888 {
1889         if (!xfs_is_inodegc_enabled(mp))
1890                 return;
1891         trace_xfs_inodegc_push(mp, __return_address);
1892         xfs_inodegc_queue_all(mp);
1893 }
1894
1895 /*
1896  * Force all currently queued inode inactivation work to run immediately and
1897  * wait for the work to finish.
1898  */
1899 void
1900 xfs_inodegc_flush(
1901         struct xfs_mount        *mp)
1902 {
1903         xfs_inodegc_push(mp);
1904         trace_xfs_inodegc_flush(mp, __return_address);
1905         flush_workqueue(mp->m_inodegc_wq);
1906 }
1907
1908 /*
1909  * Flush all the pending work and then disable the inode inactivation background
1910  * workers and wait for them to stop.  Caller must hold sb->s_umount to
1911  * coordinate changes in the inodegc_enabled state.
1912  */
1913 void
1914 xfs_inodegc_stop(
1915         struct xfs_mount        *mp)
1916 {
1917         bool                    rerun;
1918
1919         if (!xfs_clear_inodegc_enabled(mp))
1920                 return;
1921
1922         /*
1923          * Drain all pending inodegc work, including inodes that could be
1924          * queued by racing xfs_inodegc_queue or xfs_inodegc_shrinker_scan
1925          * threads that sample the inodegc state just prior to us clearing it.
1926          * The inodegc flag state prevents new threads from queuing more
1927          * inodes, so we queue pending work items and flush the workqueue until
1928          * all inodegc lists are empty.  IOWs, we cannot use drain_workqueue
1929          * here because it does not allow other unserialized mechanisms to
1930          * reschedule inodegc work while this draining is in progress.
1931          */
1932         xfs_inodegc_queue_all(mp);
1933         do {
1934                 flush_workqueue(mp->m_inodegc_wq);
1935                 rerun = xfs_inodegc_queue_all(mp);
1936         } while (rerun);
1937
1938         trace_xfs_inodegc_stop(mp, __return_address);
1939 }
1940
1941 /*
1942  * Enable the inode inactivation background workers and schedule deferred inode
1943  * inactivation work if there is any.  Caller must hold sb->s_umount to
1944  * coordinate changes in the inodegc_enabled state.
1945  */
1946 void
1947 xfs_inodegc_start(
1948         struct xfs_mount        *mp)
1949 {
1950         if (xfs_set_inodegc_enabled(mp))
1951                 return;
1952
1953         trace_xfs_inodegc_start(mp, __return_address);
1954         xfs_inodegc_queue_all(mp);
1955 }
1956
1957 #ifdef CONFIG_XFS_RT
1958 static inline bool
1959 xfs_inodegc_want_queue_rt_file(
1960         struct xfs_inode        *ip)
1961 {
1962         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1963         uint64_t                freertx;
1964
1965         if (!XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
1966                 return false;
1967
1968         freertx = READ_ONCE(mp->m_sb.sb_frextents);
1969         return freertx < mp->m_low_rtexts[XFS_LOWSP_5_PCNT];
1970 }
1971 #else
1972 # define xfs_inodegc_want_queue_rt_file(ip)     (false)
1973 #endif /* CONFIG_XFS_RT */
1974
1975 /*
1976  * Schedule the inactivation worker when:
1977  *
1978  *  - We've accumulated more than one inode cluster buffer's worth of inodes.
1979  *  - There is less than 5% free space left.
1980  *  - Any of the quotas for this inode are near an enforcement limit.
1981  */
1982 static inline bool
1983 xfs_inodegc_want_queue_work(
1984         struct xfs_inode        *ip,
1985         unsigned int            items)
1986 {
1987         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1988
1989         if (items > mp->m_ino_geo.inodes_per_cluster)
1990                 return true;
1991
1992         if (__percpu_counter_compare(&mp->m_fdblocks,
1993                                 mp->m_low_space[XFS_LOWSP_5_PCNT],
1994                                 XFS_FDBLOCKS_BATCH) < 0)
1995                 return true;
1996
1997         if (xfs_inodegc_want_queue_rt_file(ip))
1998                 return true;
1999
2000         if (xfs_inode_near_dquot_enforcement(ip, XFS_DQTYPE_USER))
2001                 return true;
2002
2003         if (xfs_inode_near_dquot_enforcement(ip, XFS_DQTYPE_GROUP))
2004                 return true;
2005
2006         if (xfs_inode_near_dquot_enforcement(ip, XFS_DQTYPE_PROJ))
2007                 return true;
2008
2009         return false;
2010 }
2011
2012 /*
2013  * Upper bound on the number of inodes in each AG that can be queued for
2014  * inactivation at any given time, to avoid monopolizing the workqueue.
2015  */
2016 #define XFS_INODEGC_MAX_BACKLOG         (4 * XFS_INODES_PER_CHUNK)
2017
2018 /*
2019  * Make the frontend wait for inactivations when:
2020  *
2021  *  - Memory shrinkers queued the inactivation worker and it hasn't finished.
2022  *  - The queue depth exceeds the maximum allowable percpu backlog.
2023  *
2024  * Note: If the current thread is running a transaction, we don't ever want to
2025  * wait for other transactions because that could introduce a deadlock.
2026  */
2027 static inline bool
2028 xfs_inodegc_want_flush_work(
2029         struct xfs_inode        *ip,
2030         unsigned int            items,
2031         unsigned int            shrinker_hits)
2032 {
2033         if (current->journal_info)
2034                 return false;
2035
2036         if (shrinker_hits > 0)
2037                 return true;
2038
2039         if (items > XFS_INODEGC_MAX_BACKLOG)
2040                 return true;
2041
2042         return false;
2043 }
2044
2045 /*
2046  * Queue a background inactivation worker if there are inodes that need to be
2047  * inactivated and higher level xfs code hasn't disabled the background
2048  * workers.
2049  */
2050 static void
2051 xfs_inodegc_queue(
2052         struct xfs_inode        *ip)
2053 {
2054         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
2055         struct xfs_inodegc      *gc;
2056         int                     items;
2057         unsigned int            shrinker_hits;
2058         unsigned long           queue_delay = 1;
2059
2060         trace_xfs_inode_set_need_inactive(ip);
2061         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
2062         ip->i_flags |= XFS_NEED_INACTIVE;
2063         spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
2064
2065         gc = get_cpu_ptr(mp->m_inodegc);
2066         llist_add(&ip->i_gclist, &gc->list);
2067         items = READ_ONCE(gc->items);
2068         WRITE_ONCE(gc->items, items + 1);
2069         shrinker_hits = READ_ONCE(gc->shrinker_hits);
2070
2071         /*
2072          * We queue the work while holding the current CPU so that the work
2073          * is scheduled to run on this CPU.
2074          */
2075         if (!xfs_is_inodegc_enabled(mp)) {
2076                 put_cpu_ptr(gc);
2077                 return;
2078         }
2079
2080         if (xfs_inodegc_want_queue_work(ip, items))
2081                 queue_delay = 0;
2082
2083         trace_xfs_inodegc_queue(mp, __return_address);
2084         mod_delayed_work_on(current_cpu(), mp->m_inodegc_wq, &gc->work,
2085                         queue_delay);
2086         put_cpu_ptr(gc);
2087
2088         if (xfs_inodegc_want_flush_work(ip, items, shrinker_hits)) {
2089                 trace_xfs_inodegc_throttle(mp, __return_address);
2090                 flush_delayed_work(&gc->work);
2091         }
2092 }
2093
2094 /*
2095  * Fold the dead CPU inodegc queue into the current CPUs queue.
2096  */
2097 void
2098 xfs_inodegc_cpu_dead(
2099         struct xfs_mount        *mp,
2100         unsigned int            dead_cpu)
2101 {
2102         struct xfs_inodegc      *dead_gc, *gc;
2103         struct llist_node       *first, *last;
2104         unsigned int            count = 0;
2105
2106         dead_gc = per_cpu_ptr(mp->m_inodegc, dead_cpu);
2107         cancel_delayed_work_sync(&dead_gc->work);
2108
2109         if (llist_empty(&dead_gc->list))
2110                 return;
2111
2112         first = dead_gc->list.first;
2113         last = first;
2114         while (last->next) {
2115                 last = last->next;
2116                 count++;
2117         }
2118         dead_gc->list.first = NULL;
2119         dead_gc->items = 0;
2120
2121         /* Add pending work to current CPU */
2122         gc = get_cpu_ptr(mp->m_inodegc);
2123         llist_add_batch(first, last, &gc->list);
2124         count += READ_ONCE(gc->items);
2125         WRITE_ONCE(gc->items, count);
2126
2127         if (xfs_is_inodegc_enabled(mp)) {
2128                 trace_xfs_inodegc_queue(mp, __return_address);
2129                 mod_delayed_work_on(current_cpu(), mp->m_inodegc_wq, &gc->work,
2130                                 0);
2131         }
2132         put_cpu_ptr(gc);
2133 }
2134
2135 /*
2136  * We set the inode flag atomically with the radix tree tag.  Once we get tag
2137  * lookups on the radix tree, this inode flag can go away.
2138  *
2139  * We always use background reclaim here because even if the inode is clean, it
2140  * still may be under IO and hence we have wait for IO completion to occur
2141  * before we can reclaim the inode. The background reclaim path handles this
2142  * more efficiently than we can here, so simply let background reclaim tear down
2143  * all inodes.
2144  */
2145 void
2146 xfs_inode_mark_reclaimable(
2147         struct xfs_inode        *ip)
2148 {
2149         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
2150         bool                    need_inactive;
2151
2152         XFS_STATS_INC(mp, vn_reclaim);
2153
2154         /*
2155          * We should never get here with any of the reclaim flags already set.
2156          */
2157         ASSERT_ALWAYS(!xfs_iflags_test(ip, XFS_ALL_IRECLAIM_FLAGS));
2158
2159         need_inactive = xfs_inode_needs_inactive(ip);
2160         if (need_inactive) {
2161                 xfs_inodegc_queue(ip);
2162                 return;
2163         }
2164
2165         /* Going straight to reclaim, so drop the dquots. */
2166         xfs_qm_dqdetach(ip);
2167         xfs_inodegc_set_reclaimable(ip);
2168 }
2169
2170 /*
2171  * Register a phony shrinker so that we can run background inodegc sooner when
2172  * there's memory pressure.  Inactivation does not itself free any memory but
2173  * it does make inodes reclaimable, which eventually frees memory.
2174  *
2175  * The count function, seek value, and batch value are crafted to trigger the
2176  * scan function during the second round of scanning.  Hopefully this means
2177  * that we reclaimed enough memory that initiating metadata transactions won't
2178  * make things worse.
2179  */
2180 #define XFS_INODEGC_SHRINKER_COUNT      (1UL << DEF_PRIORITY)
2181 #define XFS_INODEGC_SHRINKER_BATCH      ((XFS_INODEGC_SHRINKER_COUNT / 2) + 1)
2182
2183 static unsigned long
2184 xfs_inodegc_shrinker_count(
2185         struct shrinker         *shrink,
2186         struct shrink_control   *sc)
2187 {
2188         struct xfs_mount        *mp = container_of(shrink, struct xfs_mount,
2189                                                    m_inodegc_shrinker);
2190         struct xfs_inodegc      *gc;
2191         int                     cpu;
2192
2193         if (!xfs_is_inodegc_enabled(mp))
2194                 return 0;
2195
2196         for_each_online_cpu(cpu) {
2197                 gc = per_cpu_ptr(mp->m_inodegc, cpu);
2198                 if (!llist_empty(&gc->list))
2199                         return XFS_INODEGC_SHRINKER_COUNT;
2200         }
2201
2202         return 0;
2203 }
2204
2205 static unsigned long
2206 xfs_inodegc_shrinker_scan(
2207         struct shrinker         *shrink,
2208         struct shrink_control   *sc)
2209 {
2210         struct xfs_mount        *mp = container_of(shrink, struct xfs_mount,
2211                                                    m_inodegc_shrinker);
2212         struct xfs_inodegc      *gc;
2213         int                     cpu;
2214         bool                    no_items = true;
2215
2216         if (!xfs_is_inodegc_enabled(mp))
2217                 return SHRINK_STOP;
2218
2219         trace_xfs_inodegc_shrinker_scan(mp, sc, __return_address);
2220
2221         for_each_online_cpu(cpu) {
2222                 gc = per_cpu_ptr(mp->m_inodegc, cpu);
2223                 if (!llist_empty(&gc->list)) {
2224                         unsigned int    h = READ_ONCE(gc->shrinker_hits);
2225
2226                         WRITE_ONCE(gc->shrinker_hits, h + 1);
2227                         mod_delayed_work_on(cpu, mp->m_inodegc_wq, &gc->work, 0);
2228                         no_items = false;
2229                 }
2230         }
2231
2232         /*
2233          * If there are no inodes to inactivate, we don't want the shrinker
2234          * to think there's deferred work to call us back about.
2235          */
2236         if (no_items)
2237                 return LONG_MAX;
2238
2239         return SHRINK_STOP;
2240 }
2241
2242 /* Register a shrinker so we can accelerate inodegc and throttle queuing. */
2243 int
2244 xfs_inodegc_register_shrinker(
2245         struct xfs_mount        *mp)
2246 {
2247         struct shrinker         *shrink = &mp->m_inodegc_shrinker;
2248
2249         shrink->count_objects = xfs_inodegc_shrinker_count;
2250         shrink->scan_objects = xfs_inodegc_shrinker_scan;
2251         shrink->seeks = 0;
2252         shrink->flags = SHRINKER_NONSLAB;
2253         shrink->batch = XFS_INODEGC_SHRINKER_BATCH;
2254
2255         return register_shrinker(shrink);
2256 }