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/fs.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 static int zonefs_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t length,
  28                               unsigned int flags, struct iomap *iomap,
  29                               struct iomap *srcmap)
  30 {
  31         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
  32         struct super_block *sb = inode->i_sb;
  33         loff_t isize;
  34
  35         /* All I/Os should always be within the file maximum size */
  36         if (WARN_ON_ONCE(offset + length > zi->i_max_size))
  37                 return -EIO;
  38
  39         /*
  40          * Sequential zones can only accept direct writes. This is already
  41          * checked when writes are issued, so warn if we see a page writeback
  42          * operation.
  43          */
  44         if (WARN_ON_ONCE(zi->i_ztype == ZONEFS_ZTYPE_SEQ &&
  45                          (flags & IOMAP_WRITE) && !(flags & IOMAP_DIRECT)))
  46                 return -EIO;
  47
  48         /*
  49          * For conventional zones, all blocks are always mapped. For sequential
  50          * zones, all blocks after always mapped below the inode size (zone
  51          * write pointer) and unwriten beyond.
  52          */
  53         mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
  54         isize = i_size_read(inode);
  55         if (offset >= isize)
  56                 iomap->type = IOMAP_UNWRITTEN;
  57         else
  58                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
  59         if (flags & IOMAP_WRITE)
  60                 length = zi->i_max_size - offset;
  61         else
  62                 length = min(length, isize - offset);
  63         mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
  64
  65         iomap->offset = ALIGN_DOWN(offset, sb->s_blocksize);
  66         iomap->length = ALIGN(offset + length, sb->s_blocksize) - iomap->offset;
  67         iomap->bdev = inode->i_sb->s_bdev;
  68         iomap->addr = (zi->i_zsector << SECTOR_SHIFT) + iomap->offset;
  69
  70         return 0;
  71 }
  72
  73 static const struct iomap_ops zonefs_iomap_ops = {
  74         .iomap_begin    = zonefs_iomap_begin,
  75 };
  76
  77 static int zonefs_readpage(struct file *unused, struct page *page)
  78 {
  79         return iomap_readpage(page, &zonefs_iomap_ops);
  80 }
  81
  82 static void zonefs_readahead(struct readahead_control *rac)
  83 {
  84         iomap_readahead(rac, &zonefs_iomap_ops);
  85 }
  86
  87 /*
  88  * Map blocks for page writeback. This is used only on conventional zone files,
  89  * which implies that the page range can only be within the fixed inode size.
  90  */
  91 static int zonefs_map_blocks(struct iomap_writepage_ctx *wpc,
  92                              struct inode *inode, loff_t offset)
  93 {
  94         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
  95
  96         if (WARN_ON_ONCE(zi->i_ztype != ZONEFS_ZTYPE_CNV))
  97                 return -EIO;
  98         if (WARN_ON_ONCE(offset >= i_size_read(inode)))
  99                 return -EIO;
 100
 101         /* If the mapping is already OK, nothing needs to be done */
 102         if (offset >= wpc->iomap.offset &&
 103             offset < wpc->iomap.offset + wpc->iomap.length)
 104                 return 0;
 105
 106         return zonefs_iomap_begin(inode, offset, zi->i_max_size - offset,
 107                                   IOMAP_WRITE, &wpc->iomap, NULL);
 108 }
 109
 110 static const struct iomap_writeback_ops zonefs_writeback_ops = {
 111         .map_blocks             = zonefs_map_blocks,
 112 };
 113
 114 static int zonefs_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 115 {
 116         struct iomap_writepage_ctx wpc = { };
 117
 118         return iomap_writepage(page, wbc, &wpc, &zonefs_writeback_ops);
 119 }
 120
 121 static int zonefs_writepages(struct address_space *mapping,
 122                              struct writeback_control *wbc)
 123 {
 124         struct iomap_writepage_ctx wpc = { };
 125
 126         return iomap_writepages(mapping, wbc, &wpc, &zonefs_writeback_ops);
 127 }
 128
 129 static const struct address_space_operations zonefs_file_aops = {
 130         .readpage               = zonefs_readpage,
 131         .readahead              = zonefs_readahead,
 132         .writepage              = zonefs_writepage,
 133         .writepages             = zonefs_writepages,
 134         .set_page_dirty         = iomap_set_page_dirty,
 135         .releasepage            = iomap_releasepage,
 136         .invalidatepage         = iomap_invalidatepage,
 137         .migratepage            = iomap_migrate_page,
 138         .is_partially_uptodate  = iomap_is_partially_uptodate,
 139         .error_remove_page      = generic_error_remove_page,
 140         .direct_IO              = noop_direct_IO,
 141 };
 142
 143 static void zonefs_update_stats(struct inode *inode, loff_t new_isize)
 144 {
 145         struct super_block *sb = inode->i_sb;
 146         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
 147         loff_t old_isize = i_size_read(inode);
 148         loff_t nr_blocks;
 149
 150         if (new_isize == old_isize)
 151                 return;
 152
 153         spin_lock(&sbi->s_lock);
 154
 155         /*
 156          * This may be called for an update after an IO error.
 157          * So beware of the values seen.
 158          */
 159         if (new_isize < old_isize) {
 160                 nr_blocks = (old_isize - new_isize) >> sb->s_blocksize_bits;
 161                 if (sbi->s_used_blocks > nr_blocks)
 162                         sbi->s_used_blocks -= nr_blocks;
 163                 else
 164                         sbi->s_used_blocks = 0;
 165         } else {
 166                 sbi->s_used_blocks +=
 167                         (new_isize - old_isize) >> sb->s_blocksize_bits;
 168                 if (sbi->s_used_blocks > sbi->s_blocks)
 169                         sbi->s_used_blocks = sbi->s_blocks;
 170         }
 171
 172         spin_unlock(&sbi->s_lock);
 173 }
 174
 175 /*
 176  * Check a zone condition and adjust its file inode access permissions for
 177  * offline and readonly zones. Return the inode size corresponding to the
 178  * amount of readable data in the zone.
 179  */
 180 static loff_t zonefs_check_zone_condition(struct inode *inode,
 181                                           struct blk_zone *zone, bool warn,
 182                                           bool mount)
 183 {
 184         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
 185
 186         switch (zone->cond) {
 187         case BLK_ZONE_COND_OFFLINE:
 188                 /*
 189                  * Dead zone: make the inode immutable, disable all accesses
 190                  * and set the file size to 0 (zone wp set to zone start).
 191                  */
 192                 if (warn)
 193                         zonefs_warn(inode->i_sb, "inode %lu: offline zone\n",
 194                                     inode->i_ino);
 195                 inode->i_flags |= S_IMMUTABLE;
 196                 inode->i_mode &= ~0777;
 197                 zone->wp = zone->start;
 198                 return 0;
 199         case BLK_ZONE_COND_READONLY:
 200                 /*
 201                  * The write pointer of read-only zones is invalid. If such a
 202                  * zone is found during mount, the file size cannot be retrieved
 203                  * so we treat the zone as offline (mount == true case).
 204                  * Otherwise, keep the file size as it was when last updated
 205                  * so that the user can recover data. In both cases, writes are
 206                  * always disabled for the zone.
 207                  */
 208                 if (warn)
 209                         zonefs_warn(inode->i_sb, "inode %lu: read-only zone\n",
 210                                     inode->i_ino);
 211                 inode->i_flags |= S_IMMUTABLE;
 212                 if (mount) {
 213                         zone->cond = BLK_ZONE_COND_OFFLINE;
 214                         inode->i_mode &= ~0777;
 215                         zone->wp = zone->start;
 216                         return 0;
 217                 }
 218                 inode->i_mode &= ~0222;
 219                 return i_size_read(inode);
 220         default:
 221                 if (zi->i_ztype == ZONEFS_ZTYPE_CNV)
 222                         return zi->i_max_size;
 223                 return (zone->wp - zone->start) << SECTOR_SHIFT;
 224         }
 225 }
 226
 227 struct zonefs_ioerr_data {
 228         struct inode    *inode;
 229         bool            write;
 230 };
 231
 232 static int zonefs_io_error_cb(struct blk_zone *zone, unsigned int idx,
 233                               void *data)
 234 {
 235         struct zonefs_ioerr_data *err = data;
 236         struct inode *inode = err->inode;
 237         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
 238         struct super_block *sb = inode->i_sb;
 239         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
 240         loff_t isize, data_size;
 241
 242         /*
 243          * Check the zone condition: if the zone is not "bad" (offline or
 244          * read-only), read errors are simply signaled to the IO issuer as long
 245          * as there is no inconsistency between the inode size and the amount of
 246          * data writen in the zone (data_size).
 247          */
 248         data_size = zonefs_check_zone_condition(inode, zone, true, false);
 249         isize = i_size_read(inode);
 250         if (zone->cond != BLK_ZONE_COND_OFFLINE &&
 251             zone->cond != BLK_ZONE_COND_READONLY &&
 252             !err->write && isize == data_size)
 253                 return 0;
 254
 255         /*
 256          * At this point, we detected either a bad zone or an inconsistency
 257          * between the inode size and the amount of data written in the zone.
 258          * For the latter case, the cause may be a write IO error or an external
 259          * action on the device. Two error patterns exist:
 260          * 1) The inode size is lower than the amount of data in the zone:
 261          *    a write operation partially failed and data was writen at the end
 262          *    of the file. This can happen in the case of a large direct IO
 263          *    needing several BIOs and/or write requests to be processed.
 264          * 2) The inode size is larger than the amount of data in the zone:
 265          *    this can happen with a deferred write error with the use of the
 266          *    device side write cache after getting successful write IO
 267          *    completions. Other possibilities are (a) an external corruption,
 268          *    e.g. an application reset the zone directly, or (b) the device
 269          *    has a serious problem (e.g. firmware bug).
 270          *
 271          * In all cases, warn about inode size inconsistency and handle the
 272          * IO error according to the zone condition and to the mount options.
 273          */
 274         if (zi->i_ztype == ZONEFS_ZTYPE_SEQ && isize != data_size)
 275                 zonefs_warn(sb, "inode %lu: invalid size %lld (should be %lld)\n",
 276                             inode->i_ino, isize, data_size);
 277
 278         /*
 279          * First handle bad zones signaled by hardware. The mount options
 280          * errors=zone-ro and errors=zone-offline result in changing the
 281          * zone condition to read-only and offline respectively, as if the
 282          * condition was signaled by the hardware.
 283          */
 284         if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_OFFLINE ||
 285             sbi->s_mount_opts & ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_ZOL) {
 286                 zonefs_warn(sb, "inode %lu: read/write access disabled\n",
 287                             inode->i_ino);
 288                 if (zone->cond != BLK_ZONE_COND_OFFLINE) {
 289                         zone->cond = BLK_ZONE_COND_OFFLINE;
 290                         data_size = zonefs_check_zone_condition(inode, zone,
 291                                                                 false, false);
 292                 }
 293         } else if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_READONLY ||
 294                    sbi->s_mount_opts & ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_ZRO) {
 295                 zonefs_warn(sb, "inode %lu: write access disabled\n",
 296                             inode->i_ino);
 297                 if (zone->cond != BLK_ZONE_COND_READONLY) {
 298                         zone->cond = BLK_ZONE_COND_READONLY;
 299                         data_size = zonefs_check_zone_condition(inode, zone,
 300                                                                 false, false);
 301                 }
 302         }
 303
 304         /*
 305          * If error=remount-ro was specified, any error result in remounting
 306          * the volume as read-only.
 307          */
 308         if ((sbi->s_mount_opts & ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_RO) && !sb_rdonly(sb)) {
 309                 zonefs_warn(sb, "remounting filesystem read-only\n");
 310                 sb->s_flags |= SB_RDONLY;
 311         }
 312
 313         /*
 314          * Update block usage stats and the inode size  to prevent access to
 315          * invalid data.
 316          */
 317         zonefs_update_stats(inode, data_size);
 318         i_size_write(inode, data_size);
 319         zi->i_wpoffset = data_size;
 320
 321         return 0;
 322 }
 323
 324 /*
 325  * When an file IO error occurs, check the file zone to see if there is a change
 326  * in the zone condition (e.g. offline or read-only). For a failed write to a
 327  * sequential zone, the zone write pointer position must also be checked to
 328  * eventually correct the file size and zonefs inode write pointer offset
 329  * (which can be out of sync with the drive due to partial write failures).
 330  */
 331 static void zonefs_io_error(struct inode *inode, bool write)
 332 {
 333         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
 334         struct super_block *sb = inode->i_sb;
 335         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
 336         unsigned int noio_flag;
 337         unsigned int nr_zones =
 338                 zi->i_zone_size >> (sbi->s_zone_sectors_shift + SECTOR_SHIFT);
 339         struct zonefs_ioerr_data err = {
 340                 .inode = inode,
 341                 .write = write,
 342         };
 343         int ret;
 344
 345         mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
 346
 347         /*
 348          * Memory allocations in blkdev_report_zones() can trigger a memory
 349          * reclaim which may in turn cause a recursion into zonefs as well as
 350          * struct request allocations for the same device. The former case may
 351          * end up in a deadlock on the inode truncate mutex, while the latter
 352          * may prevent IO forward progress. Executing the report zones under
 353          * the GFP_NOIO context avoids both problems.
 354          */
 355         noio_flag = memalloc_noio_save();
 356         ret = blkdev_report_zones(sb->s_bdev, zi->i_zsector, nr_zones,
 357                                   zonefs_io_error_cb, &err);
 358         if (ret != nr_zones)
 359                 zonefs_err(sb, "Get inode %lu zone information failed %d\n",
 360                            inode->i_ino, ret);
 361         memalloc_noio_restore(noio_flag);
 362
 363         mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
 364 }
 365
 366 static int zonefs_file_truncate(struct inode *inode, loff_t isize)
 367 {
 368         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
 369         loff_t old_isize;
 370         enum req_opf op;
 371         int ret = 0;
 372
 373         /*
 374          * Only sequential zone files can be truncated and truncation is allowed
 375          * only down to a 0 size, which is equivalent to a zone reset, and to
 376          * the maximum file size, which is equivalent to a zone finish.
 377          */
 378         if (zi->i_ztype != ZONEFS_ZTYPE_SEQ)
 379                 return -EPERM;
 380
 381         if (!isize)
 382                 op = REQ_OP_ZONE_RESET;
 383         else if (isize == zi->i_max_size)
 384                 op = REQ_OP_ZONE_FINISH;
 385         else
 386                 return -EPERM;
 387
 388         inode_dio_wait(inode);
 389
 390         /* Serialize against page faults */
 391         down_write(&zi->i_mmap_sem);
 392
 393         /* Serialize against zonefs_iomap_begin() */
 394         mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
 395
 396         old_isize = i_size_read(inode);
 397         if (isize == old_isize)
 398                 goto unlock;
 399
 400         ret = blkdev_zone_mgmt(inode->i_sb->s_bdev, op, zi->i_zsector,
 401                                zi->i_zone_size >> SECTOR_SHIFT, GFP_NOFS);
 402         if (ret) {
 403                 zonefs_err(inode->i_sb,
 404                            "Zone management operation at %llu failed %d",
 405                            zi->i_zsector, ret);
 406                 goto unlock;
 407         }
 408
 409         zonefs_update_stats(inode, isize);
 410         truncate_setsize(inode, isize);
 411         zi->i_wpoffset = isize;
 412
 413 unlock:
 414         mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
 415         up_write(&zi->i_mmap_sem);
 416
 417         return ret;
 418 }
 419
 420 static int zonefs_inode_setattr(struct dentry *dentry, struct iattr *iattr)
 421 {
 422         struct inode *inode = d_inode(dentry);
 423         int ret;
 424
 425         if (unlikely(IS_IMMUTABLE(inode)))
 426                 return -EPERM;
 427
 428         ret = setattr_prepare(dentry, iattr);
 429         if (ret)
 430                 return ret;
 431
 432         /*
 433          * Since files and directories cannot be created nor deleted, do not
 434          * allow setting any write attributes on the sub-directories grouping
 435          * files by zone type.
 436          */
 437         if ((iattr->ia_valid & ATTR_MODE) && S_ISDIR(inode->i_mode) &&
 438             (iattr->ia_mode & 0222))
 439                 return -EPERM;
 440
 441         if (((iattr->ia_valid & ATTR_UID) &&
 442              !uid_eq(iattr->ia_uid, inode->i_uid)) ||
 443             ((iattr->ia_valid & ATTR_GID) &&
 444              !gid_eq(iattr->ia_gid, inode->i_gid))) {
 445                 ret = dquot_transfer(inode, iattr);
 446                 if (ret)
 447                         return ret;
 448         }
 449
 450         if (iattr->ia_valid & ATTR_SIZE) {
 451                 ret = zonefs_file_truncate(inode, iattr->ia_size);
 452                 if (ret)
 453                         return ret;
 454         }
 455
 456         setattr_copy(inode, iattr);
 457
 458         return 0;
 459 }
 460
 461 static const struct inode_operations zonefs_file_inode_operations = {
 462         .setattr        = zonefs_inode_setattr,
 463 };
 464
 465 static int zonefs_file_fsync(struct file *file, loff_t start, loff_t end,
 466                              int datasync)
 467 {
 468         struct inode *inode = file_inode(file);
 469         int ret = 0;
 470
 471         if (unlikely(IS_IMMUTABLE(inode)))
 472                 return -EPERM;
 473
 474         /*
 475          * Since only direct writes are allowed in sequential files, page cache
 476          * flush is needed only for conventional zone files.
 477          */
 478         if (ZONEFS_I(inode)->i_ztype == ZONEFS_ZTYPE_CNV)
 479                 ret = file_write_and_wait_range(file, start, end);
 480         if (!ret)
 481                 ret = blkdev_issue_flush(inode->i_sb->s_bdev, GFP_KERNEL);
 482
 483         if (ret)
 484                 zonefs_io_error(inode, true);
 485
 486         return ret;
 487 }
 488
 489 static vm_fault_t zonefs_filemap_fault(struct vm_fault *vmf)
 490 {
 491         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(file_inode(vmf->vma->vm_file));
 492         vm_fault_t ret;
 493
 494         down_read(&zi->i_mmap_sem);
 495         ret = filemap_fault(vmf);
 496         up_read(&zi->i_mmap_sem);
 497
 498         return ret;
 499 }
 500
 501 static vm_fault_t zonefs_filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
 502 {
 503         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
 504         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
 505         vm_fault_t ret;
 506
 507         if (unlikely(IS_IMMUTABLE(inode)))
 508                 return VM_FAULT_SIGBUS;
 509
 510         /*
 511          * Sanity check: only conventional zone files can have shared
 512          * writeable mappings.
 513          */
 514         if (WARN_ON_ONCE(zi->i_ztype != ZONEFS_ZTYPE_CNV))
 515                 return VM_FAULT_NOPAGE;
 516
 517         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
 518         file_update_time(vmf->vma->vm_file);
 519
 520         /* Serialize against truncates */
 521         down_read(&zi->i_mmap_sem);
 522         ret = iomap_page_mkwrite(vmf, &zonefs_iomap_ops);
 523         up_read(&zi->i_mmap_sem);
 524
 525         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
 526         return ret;
 527 }
 528
 529 static const struct vm_operations_struct zonefs_file_vm_ops = {
 530         .fault          = zonefs_filemap_fault,
 531         .map_pages      = filemap_map_pages,
 532         .page_mkwrite   = zonefs_filemap_page_mkwrite,
 533 };
 534
 535 static int zonefs_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
 536 {
 537         /*
 538          * Conventional zones accept random writes, so their files can support
 539          * shared writable mappings. For sequential zone files, only read
 540          * mappings are possible since there are no guarantees for write
 541          * ordering between msync() and page cache writeback.
 542          */
 543         if (ZONEFS_I(file_inode(file))->i_ztype == ZONEFS_ZTYPE_SEQ &&
 544             (vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
 545                 return -EINVAL;
 546
 547         file_accessed(file);
 548         vma->vm_ops = &zonefs_file_vm_ops;
 549
 550         return 0;
 551 }
 552
 553 static loff_t zonefs_file_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 554 {
 555         loff_t isize = i_size_read(file_inode(file));
 556
 557         /*
 558          * Seeks are limited to below the zone size for conventional zones
 559          * and below the zone write pointer for sequential zones. In both
 560          * cases, this limit is the inode size.
 561          */
 562         return generic_file_llseek_size(file, offset, whence, isize, isize);
 563 }
 564
 565 static int zonefs_file_write_dio_end_io(struct kiocb *iocb, ssize_t size,
 566                                         int error, unsigned int flags)
 567 {
 568         struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 569         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
 570
 571         if (error) {
 572                 zonefs_io_error(inode, true);
 573                 return error;
 574         }
 575
 576         if (size && zi->i_ztype != ZONEFS_ZTYPE_CNV) {
 577                 /*
 578                  * Note that we may be seeing completions out of order,
 579                  * but that is not a problem since a write completed
 580                  * successfully necessarily means that all preceding writes
 581                  * were also successful. So we can safely increase the inode
 582                  * size to the write end location.
 583                  */
 584                 mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
 585                 if (i_size_read(inode) < iocb->ki_pos + size) {
 586                         zonefs_update_stats(inode, iocb->ki_pos + size);
 587                         i_size_write(inode, iocb->ki_pos + size);
 588                 }
 589                 mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
 590         }
 591
 592         return 0;
 593 }
 594
 595 static const struct iomap_dio_ops zonefs_write_dio_ops = {
 596         .end_io                 = zonefs_file_write_dio_end_io,
 597 };
 598
 599 static ssize_t zonefs_file_dio_append(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
 600 {
 601         struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 602         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
 603         struct block_device *bdev = inode->i_sb->s_bdev;
 604         unsigned int max;
 605         struct bio *bio;
 606         ssize_t size;
 607         int nr_pages;
 608         ssize_t ret;
 609
 610         max = queue_max_zone_append_sectors(bdev_get_queue(bdev));
 611         max = ALIGN_DOWN(max << SECTOR_SHIFT, inode->i_sb->s_blocksize);
 612         iov_iter_truncate(from, max);
 613
 614         nr_pages = iov_iter_npages(from, BIO_MAX_PAGES);
 615         if (!nr_pages)
 616                 return 0;
 617
 618         bio = bio_alloc_bioset(GFP_NOFS, nr_pages, &fs_bio_set);
 619         if (!bio)
 620                 return -ENOMEM;
 621
 622         bio_set_dev(bio, bdev);
 623         bio->bi_iter.bi_sector = zi->i_zsector;
 624         bio->bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 625         bio->bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 626         bio->bi_opf = REQ_OP_ZONE_APPEND | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
 627         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
 628                 bio->bi_opf |= REQ_FUA;
 629
 630         ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, from);
 631         if (unlikely(ret)) {
 632                 bio_io_error(bio);
 633                 return ret;
 634         }
 635         size = bio->bi_iter.bi_size;
 636         task_io_account_write(ret);
 637
 638         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
 639                 bio_set_polled(bio, iocb);
 640
 641         ret = submit_bio_wait(bio);
 642
 643         bio_put(bio);
 644
 645         zonefs_file_write_dio_end_io(iocb, size, ret, 0);
 646         if (ret >= 0) {
 647                 iocb->ki_pos += size;
 648                 return size;
 649         }
 650
 651         return ret;
 652 }
 653
 654 /*
 655  * Handle direct writes. For sequential zone files, this is the only possible
 656  * write path. For these files, check that the user is issuing writes
 657  * sequentially from the end of the file. This code assumes that the block layer
 658  * delivers write requests to the device in sequential order. This is always the
 659  * case if a block IO scheduler implementing the ELEVATOR_F_ZBD_SEQ_WRITE
 660  * elevator feature is being used (e.g. mq-deadline). The block layer always
 661  * automatically select such an elevator for zoned block devices during the
 662  * device initialization.
 663  */
 664 static ssize_t zonefs_file_dio_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
 665 {
 666         struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 667         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
 668         struct super_block *sb = inode->i_sb;
 669         bool sync = is_sync_kiocb(iocb);
 670         bool append = false;
 671         size_t count;
 672         ssize_t ret;
 673
 674         /*
 675          * For async direct IOs to sequential zone files, refuse IOCB_NOWAIT
 676          * as this can cause write reordering (e.g. the first aio gets EAGAIN
 677          * on the inode lock but the second goes through but is now unaligned).
 678          */
 679         if (zi->i_ztype == ZONEFS_ZTYPE_SEQ && !sync &&
 680             (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT))
 681                 return -EOPNOTSUPP;
 682
 683         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 684                 if (!inode_trylock(inode))
 685                         return -EAGAIN;
 686         } else {
 687                 inode_lock(inode);
 688         }
 689
 690         ret = generic_write_checks(iocb, from);
 691         if (ret <= 0)
 692                 goto inode_unlock;
 693
 694         iov_iter_truncate(from, zi->i_max_size - iocb->ki_pos);
 695         count = iov_iter_count(from);
 696
 697         if ((iocb->ki_pos | count) & (sb->s_blocksize - 1)) {
 698                 ret = -EINVAL;
 699                 goto inode_unlock;
 700         }
 701
 702         /* Enforce sequential writes (append only) in sequential zones */
 703         if (zi->i_ztype == ZONEFS_ZTYPE_SEQ) {
 704                 mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
 705                 if (iocb->ki_pos != zi->i_wpoffset) {
 706                         mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
 707                         ret = -EINVAL;
 708                         goto inode_unlock;
 709                 }
 710                 mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
 711                 append = sync;
 712         }
 713
 714         if (append)
 715                 ret = zonefs_file_dio_append(iocb, from);
 716         else
 717                 ret = iomap_dio_rw(iocb, from, &zonefs_iomap_ops,
 718                                    &zonefs_write_dio_ops, sync);
 719         if (zi->i_ztype == ZONEFS_ZTYPE_SEQ &&
 720             (ret > 0 || ret == -EIOCBQUEUED)) {
 721                 if (ret > 0)
 722                         count = ret;
 723                 mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
 724                 zi->i_wpoffset += count;
 725                 mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
 726         }
 727
 728 inode_unlock:
 729         inode_unlock(inode);
 730
 731         return ret;
 732 }
 733
 734 static ssize_t zonefs_file_buffered_write(struct kiocb *iocb,
 735                                           struct iov_iter *from)
 736 {
 737         struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 738         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
 739         ssize_t ret;
 740
 741         /*
 742          * Direct IO writes are mandatory for sequential zone files so that the
 743          * write IO issuing order is preserved.
 744          */
 745         if (zi->i_ztype != ZONEFS_ZTYPE_CNV)
 746                 return -EIO;
 747
 748         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 749                 if (!inode_trylock(inode))
 750                         return -EAGAIN;
 751         } else {
 752                 inode_lock(inode);
 753         }
 754
 755         ret = generic_write_checks(iocb, from);
 756         if (ret <= 0)
 757                 goto inode_unlock;
 758
 759         iov_iter_truncate(from, zi->i_max_size - iocb->ki_pos);
 760
 761         ret = iomap_file_buffered_write(iocb, from, &zonefs_iomap_ops);
 762         if (ret > 0)
 763                 iocb->ki_pos += ret;
 764         else if (ret == -EIO)
 765                 zonefs_io_error(inode, true);
 766
 767 inode_unlock:
 768         inode_unlock(inode);
 769         if (ret > 0)
 770                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 771
 772         return ret;
 773 }
 774
 775 static ssize_t zonefs_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
 776 {
 777         struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 778
 779         if (unlikely(IS_IMMUTABLE(inode)))
 780                 return -EPERM;
 781
 782         if (sb_rdonly(inode->i_sb))
 783                 return -EROFS;
 784
 785         /* Write operations beyond the zone size are not allowed */
 786         if (iocb->ki_pos >= ZONEFS_I(inode)->i_max_size)
 787                 return -EFBIG;
 788
 789         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
 790                 ssize_t ret = zonefs_file_dio_write(iocb, from);
 791                 if (ret != -ENOTBLK)
 792                         return ret;
 793         }
 794
 795         return zonefs_file_buffered_write(iocb, from);
 796 }
 797
 798 static int zonefs_file_read_dio_end_io(struct kiocb *iocb, ssize_t size,
 799                                        int error, unsigned int flags)
 800 {
 801         if (error) {
 802                 zonefs_io_error(file_inode(iocb->ki_filp), false);
 803                 return error;
 804         }
 805
 806         return 0;
 807 }
 808
 809 static const struct iomap_dio_ops zonefs_read_dio_ops = {
 810         .end_io                 = zonefs_file_read_dio_end_io,
 811 };
 812
 813 static ssize_t zonefs_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
 814 {
 815         struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 816         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
 817         struct super_block *sb = inode->i_sb;
 818         loff_t isize;
 819         ssize_t ret;
 820
 821         /* Offline zones cannot be read */
 822         if (unlikely(IS_IMMUTABLE(inode) && !(inode->i_mode & 0777)))
 823                 return -EPERM;
 824
 825         if (iocb->ki_pos >= zi->i_max_size)
 826                 return 0;
 827
 828         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 829                 if (!inode_trylock_shared(inode))
 830                         return -EAGAIN;
 831         } else {
 832                 inode_lock_shared(inode);
 833         }
 834
 835         /* Limit read operations to written data */
 836         mutex_lock(&zi->i_truncate_mutex);
 837         isize = i_size_read(inode);
 838         if (iocb->ki_pos >= isize) {
 839                 mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
 840                 ret = 0;
 841                 goto inode_unlock;
 842         }
 843         iov_iter_truncate(to, isize - iocb->ki_pos);
 844         mutex_unlock(&zi->i_truncate_mutex);
 845
 846         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
 847                 size_t count = iov_iter_count(to);
 848
 849                 if ((iocb->ki_pos | count) & (sb->s_blocksize - 1)) {
 850                         ret = -EINVAL;
 851                         goto inode_unlock;
 852                 }
 853                 file_accessed(iocb->ki_filp);
 854                 ret = iomap_dio_rw(iocb, to, &zonefs_iomap_ops,
 855                                    &zonefs_read_dio_ops, is_sync_kiocb(iocb));
 856         } else {
 857                 ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
 858                 if (ret == -EIO)
 859                         zonefs_io_error(inode, false);
 860         }
 861
 862 inode_unlock:
 863         inode_unlock_shared(inode);
 864
 865         return ret;
 866 }
 867
 868 static const struct file_operations zonefs_file_operations = {
 869         .open           = generic_file_open,
 870         .fsync          = zonefs_file_fsync,
 871         .mmap           = zonefs_file_mmap,
 872         .llseek         = zonefs_file_llseek,
 873         .read_iter      = zonefs_file_read_iter,
 874         .write_iter     = zonefs_file_write_iter,
 875         .splice_read    = generic_file_splice_read,
 876         .splice_write   = iter_file_splice_write,
 877         .iopoll         = iomap_dio_iopoll,
 878 };
 879
 880 static struct kmem_cache *zonefs_inode_cachep;
 881
 882 static struct inode *zonefs_alloc_inode(struct super_block *sb)
 883 {
 884         struct zonefs_inode_info *zi;
 885
 886         zi = kmem_cache_alloc(zonefs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
 887         if (!zi)
 888                 return NULL;
 889
 890         inode_init_once(&zi->i_vnode);
 891         mutex_init(&zi->i_truncate_mutex);
 892         init_rwsem(&zi->i_mmap_sem);
 893
 894         return &zi->i_vnode;
 895 }
 896
 897 static void zonefs_free_inode(struct inode *inode)
 898 {
 899         kmem_cache_free(zonefs_inode_cachep, ZONEFS_I(inode));
 900 }
 901
 902 /*
 903  * File system stat.
 904  */
 905 static int zonefs_statfs(struct dentry *dentry, struct kstatfs *buf)
 906 {
 907         struct super_block *sb = dentry->d_sb;
 908         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
 909         enum zonefs_ztype t;
 910         u64 fsid;
 911
 912         buf->f_type = ZONEFS_MAGIC;
 913         buf->f_bsize = sb->s_blocksize;
 914         buf->f_namelen = ZONEFS_NAME_MAX;
 915
 916         spin_lock(&sbi->s_lock);
 917
 918         buf->f_blocks = sbi->s_blocks;
 919         if (WARN_ON(sbi->s_used_blocks > sbi->s_blocks))
 920                 buf->f_bfree = 0;
 921         else
 922                 buf->f_bfree = buf->f_blocks - sbi->s_used_blocks;
 923         buf->f_bavail = buf->f_bfree;
 924
 925         for (t = 0; t < ZONEFS_ZTYPE_MAX; t++) {
 926                 if (sbi->s_nr_files[t])
 927                         buf->f_files += sbi->s_nr_files[t] + 1;
 928         }
 929         buf->f_ffree = 0;
 930
 931         spin_unlock(&sbi->s_lock);
 932
 933         fsid = le64_to_cpup((void *)sbi->s_uuid.b) ^
 934                 le64_to_cpup((void *)sbi->s_uuid.b + sizeof(u64));
 935         buf->f_fsid.val[0] = (u32)fsid;
 936         buf->f_fsid.val[1] = (u32)(fsid >> 32);
 937
 938         return 0;
 939 }
 940
 941 enum {
 942         Opt_errors_ro, Opt_errors_zro, Opt_errors_zol, Opt_errors_repair,
 943         Opt_err,
 944 };
 945
 946 static const match_table_t tokens = {
 947         { Opt_errors_ro,        "errors=remount-ro"},
 948         { Opt_errors_zro,       "errors=zone-ro"},
 949         { Opt_errors_zol,       "errors=zone-offline"},
 950         { Opt_errors_repair,    "errors=repair"},
 951         { Opt_err,              NULL}
 952 };
 953
 954 static int zonefs_parse_options(struct super_block *sb, char *options)
 955 {
 956         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
 957         substring_t args[MAX_OPT_ARGS];
 958         char *p;
 959
 960         if (!options)
 961                 return 0;
 962
 963         while ((p = strsep(&options, ",")) != NULL) {
 964                 int token;
 965
 966                 if (!*p)
 967                         continue;
 968
 969                 token = match_token(p, tokens, args);
 970                 switch (token) {
 971                 case Opt_errors_ro:
 972                         sbi->s_mount_opts &= ~ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_MASK;
 973                         sbi->s_mount_opts |= ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_RO;
 974                         break;
 975                 case Opt_errors_zro:
 976                         sbi->s_mount_opts &= ~ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_MASK;
 977                         sbi->s_mount_opts |= ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_ZRO;
 978                         break;
 979                 case Opt_errors_zol:
 980                         sbi->s_mount_opts &= ~ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_MASK;
 981                         sbi->s_mount_opts |= ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_ZOL;
 982                         break;
 983                 case Opt_errors_repair:
 984                         sbi->s_mount_opts &= ~ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_MASK;
 985                         sbi->s_mount_opts |= ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_REPAIR;
 986                         break;
 987                 default:
 988                         return -EINVAL;
 989                 }
 990         }
 991
 992         return 0;
 993 }
 994
 995 static int zonefs_show_options(struct seq_file *seq, struct dentry *root)
 996 {
 997         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(root->d_sb);
 998
 999         if (sbi->s_mount_opts & ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_RO)
1000                 seq_puts(seq, ",errors=remount-ro");
1001         if (sbi->s_mount_opts & ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_ZRO)
1002                 seq_puts(seq, ",errors=zone-ro");
1003         if (sbi->s_mount_opts & ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_ZOL)
1004                 seq_puts(seq, ",errors=zone-offline");
1005         if (sbi->s_mount_opts & ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_REPAIR)
1006                 seq_puts(seq, ",errors=repair");
1007
1008         return 0;
1009 }
1010
1011 static int zonefs_remount(struct super_block *sb, int *flags, char *data)
1012 {
1013         sync_filesystem(sb);
1014
1015         return zonefs_parse_options(sb, data);
1016 }
1017
1018 static const struct super_operations zonefs_sops = {
1019         .alloc_inode    = zonefs_alloc_inode,
1020         .free_inode     = zonefs_free_inode,
1021         .statfs         = zonefs_statfs,
1022         .remount_fs     = zonefs_remount,
1023         .show_options   = zonefs_show_options,
1024 };
1025
1026 static const struct inode_operations zonefs_dir_inode_operations = {
1027         .lookup         = simple_lookup,
1028         .setattr        = zonefs_inode_setattr,
1029 };
1030
1031 static void zonefs_init_dir_inode(struct inode *parent, struct inode *inode,
1032                                   enum zonefs_ztype type)
1033 {
1034         struct super_block *sb = parent->i_sb;
1035
1036         inode->i_ino = blkdev_nr_zones(sb->s_bdev->bd_disk) + type + 1;
1037         inode_init_owner(inode, parent, S_IFDIR | 0555);
1038         inode->i_op = &zonefs_dir_inode_operations;
1039         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
1040         set_nlink(inode, 2);
1041         inc_nlink(parent);
1042 }
1043
1044 static void zonefs_init_file_inode(struct inode *inode, struct blk_zone *zone,
1045                                    enum zonefs_ztype type)
1046 {
1047         struct super_block *sb = inode->i_sb;
1048         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
1049         struct zonefs_inode_info *zi = ZONEFS_I(inode);
1050
1051         inode->i_ino = zone->start >> sbi->s_zone_sectors_shift;
1052         inode->i_mode = S_IFREG | sbi->s_perm;
1053
1054         zi->i_ztype = type;
1055         zi->i_zsector = zone->start;
1056         zi->i_zone_size = zone->len << SECTOR_SHIFT;
1057
1058         zi->i_max_size = min_t(loff_t, MAX_LFS_FILESIZE,
1059                                zone->capacity << SECTOR_SHIFT);
1060         zi->i_wpoffset = zonefs_check_zone_condition(inode, zone, true, true);
1061
1062         inode->i_uid = sbi->s_uid;
1063         inode->i_gid = sbi->s_gid;
1064         inode->i_size = zi->i_wpoffset;
1065         inode->i_blocks = zi->i_max_size >> SECTOR_SHIFT;
1066
1067         inode->i_op = &zonefs_file_inode_operations;
1068         inode->i_fop = &zonefs_file_operations;
1069         inode->i_mapping->a_ops = &zonefs_file_aops;
1070
1071         sb->s_maxbytes = max(zi->i_max_size, sb->s_maxbytes);
1072         sbi->s_blocks += zi->i_max_size >> sb->s_blocksize_bits;
1073         sbi->s_used_blocks += zi->i_wpoffset >> sb->s_blocksize_bits;
1074 }
1075
1076 static struct dentry *zonefs_create_inode(struct dentry *parent,
1077                                         const char *name, struct blk_zone *zone,
1078                                         enum zonefs_ztype type)
1079 {
1080         struct inode *dir = d_inode(parent);
1081         struct dentry *dentry;
1082         struct inode *inode;
1083
1084         dentry = d_alloc_name(parent, name);
1085         if (!dentry)
1086                 return NULL;
1087
1088         inode = new_inode(parent->d_sb);
1089         if (!inode)
1090                 goto dput;
1091
1092         inode->i_ctime = inode->i_mtime = inode->i_atime = dir->i_ctime;
1093         if (zone)
1094                 zonefs_init_file_inode(inode, zone, type);
1095         else
1096                 zonefs_init_dir_inode(dir, inode, type);
1097         d_add(dentry, inode);
1098         dir->i_size++;
1099
1100         return dentry;
1101
1102 dput:
1103         dput(dentry);
1104
1105         return NULL;
1106 }
1107
1108 struct zonefs_zone_data {
1109         struct super_block      *sb;
1110         unsigned int            nr_zones[ZONEFS_ZTYPE_MAX];
1111         struct blk_zone         *zones;
1112 };
1113
1114 /*
1115  * Create a zone group and populate it with zone files.
1116  */
1117 static int zonefs_create_zgroup(struct zonefs_zone_data *zd,
1118                                 enum zonefs_ztype type)
1119 {
1120         struct super_block *sb = zd->sb;
1121         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
1122         struct blk_zone *zone, *next, *end;
1123         const char *zgroup_name;
1124         char *file_name;
1125         struct dentry *dir;
1126         unsigned int n = 0;
1127         int ret;
1128
1129         /* If the group is empty, there is nothing to do */
1130         if (!zd->nr_zones[type])
1131                 return 0;
1132
1133         file_name = kmalloc(ZONEFS_NAME_MAX, GFP_KERNEL);
1134         if (!file_name)
1135                 return -ENOMEM;
1136
1137         if (type == ZONEFS_ZTYPE_CNV)
1138                 zgroup_name = "cnv";
1139         else
1140                 zgroup_name = "seq";
1141
1142         dir = zonefs_create_inode(sb->s_root, zgroup_name, NULL, type);
1143         if (!dir) {
1144                 ret = -ENOMEM;
1145                 goto free;
1146         }
1147
1148         /*
1149          * The first zone contains the super block: skip it.
1150          */
1151         end = zd->zones + blkdev_nr_zones(sb->s_bdev->bd_disk);
1152         for (zone = &zd->zones[1]; zone < end; zone = next) {
1153
1154                 next = zone + 1;
1155                 if (zonefs_zone_type(zone) != type)
1156                         continue;
1157
1158                 /*
1159                  * For conventional zones, contiguous zones can be aggregated
1160                  * together to form larger files. Note that this overwrites the
1161                  * length of the first zone of the set of contiguous zones
1162                  * aggregated together. If one offline or read-only zone is
1163                  * found, assume that all zones aggregated have the same
1164                  * condition.
1165                  */
1166                 if (type == ZONEFS_ZTYPE_CNV &&
1167                     (sbi->s_features & ZONEFS_F_AGGRCNV)) {
1168                         for (; next < end; next++) {
1169                                 if (zonefs_zone_type(next) != type)
1170                                         break;
1171                                 zone->len += next->len;
1172                                 zone->capacity += next->capacity;
1173                                 if (next->cond == BLK_ZONE_COND_READONLY &&
1174                                     zone->cond != BLK_ZONE_COND_OFFLINE)
1175                                         zone->cond = BLK_ZONE_COND_READONLY;
1176                                 else if (next->cond == BLK_ZONE_COND_OFFLINE)
1177                                         zone->cond = BLK_ZONE_COND_OFFLINE;
1178                         }
1179                         if (zone->capacity != zone->len) {
1180                                 zonefs_err(sb, "Invalid conventional zone capacity\n");
1181                                 ret = -EINVAL;
1182                                 goto free;
1183                         }
1184                 }
1185
1186                 /*
1187                  * Use the file number within its group as file name.
1188                  */
1189                 snprintf(file_name, ZONEFS_NAME_MAX - 1, "%u", n);
1190                 if (!zonefs_create_inode(dir, file_name, zone, type)) {
1191                         ret = -ENOMEM;
1192                         goto free;
1193                 }
1194
1195                 n++;
1196         }
1197
1198         zonefs_info(sb, "Zone group \"%s\" has %u file%s\n",
1199                     zgroup_name, n, n > 1 ? "s" : "");
1200
1201         sbi->s_nr_files[type] = n;
1202         ret = 0;
1203
1204 free:
1205         kfree(file_name);
1206
1207         return ret;
1208 }
1209
1210 static int zonefs_get_zone_info_cb(struct blk_zone *zone, unsigned int idx,
1211                                    void *data)
1212 {
1213         struct zonefs_zone_data *zd = data;
1214
1215         /*
1216          * Count the number of usable zones: the first zone at index 0 contains
1217          * the super block and is ignored.
1218          */
1219         switch (zone->type) {
1220         case BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL:
1221                 zone->wp = zone->start + zone->len;
1222                 if (idx)
1223                         zd->nr_zones[ZONEFS_ZTYPE_CNV]++;
1224                 break;
1225         case BLK_ZONE_TYPE_SEQWRITE_REQ:
1226         case BLK_ZONE_TYPE_SEQWRITE_PREF:
1227                 if (idx)
1228                         zd->nr_zones[ZONEFS_ZTYPE_SEQ]++;
1229                 break;
1230         default:
1231                 zonefs_err(zd->sb, "Unsupported zone type 0x%x\n",
1232                            zone->type);
1233                 return -EIO;
1234         }
1235
1236         memcpy(&zd->zones[idx], zone, sizeof(struct blk_zone));
1237
1238         return 0;
1239 }
1240
1241 static int zonefs_get_zone_info(struct zonefs_zone_data *zd)
1242 {
1243         struct block_device *bdev = zd->sb->s_bdev;
1244         int ret;
1245
1246         zd->zones = kvcalloc(blkdev_nr_zones(bdev->bd_disk),
1247                              sizeof(struct blk_zone), GFP_KERNEL);
1248         if (!zd->zones)
1249                 return -ENOMEM;
1250
1251         /* Get zones information from the device */
1252         ret = blkdev_report_zones(bdev, 0, BLK_ALL_ZONES,
1253                                   zonefs_get_zone_info_cb, zd);
1254         if (ret < 0) {
1255                 zonefs_err(zd->sb, "Zone report failed %d\n", ret);
1256                 return ret;
1257         }
1258
1259         if (ret != blkdev_nr_zones(bdev->bd_disk)) {
1260                 zonefs_err(zd->sb, "Invalid zone report (%d/%u zones)\n",
1261                            ret, blkdev_nr_zones(bdev->bd_disk));
1262                 return -EIO;
1263         }
1264
1265         return 0;
1266 }
1267
1268 static inline void zonefs_cleanup_zone_info(struct zonefs_zone_data *zd)
1269 {
1270         kvfree(zd->zones);
1271 }
1272
1273 /*
1274  * Read super block information from the device.
1275  */
1276 static int zonefs_read_super(struct super_block *sb)
1277 {
1278         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
1279         struct zonefs_super *super;
1280         u32 crc, stored_crc;
1281         struct page *page;
1282         struct bio_vec bio_vec;
1283         struct bio bio;
1284         int ret;
1285
1286         page = alloc_page(GFP_KERNEL);
1287         if (!page)
1288                 return -ENOMEM;
1289
1290         bio_init(&bio, &bio_vec, 1);
1291         bio.bi_iter.bi_sector = 0;
1292         bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
1293         bio_set_dev(&bio, sb->s_bdev);
1294         bio_add_page(&bio, page, PAGE_SIZE, 0);
1295
1296         ret = submit_bio_wait(&bio);
1297         if (ret)
1298                 goto free_page;
1299
1300         super = kmap(page);
1301
1302         ret = -EINVAL;
1303         if (le32_to_cpu(super->s_magic) != ZONEFS_MAGIC)
1304                 goto unmap;
1305
1306         stored_crc = le32_to_cpu(super->s_crc);
1307         super->s_crc = 0;
1308         crc = crc32(~0U, (unsigned char *)super, sizeof(struct zonefs_super));
1309         if (crc != stored_crc) {
1310                 zonefs_err(sb, "Invalid checksum (Expected 0x%08x, got 0x%08x)",
1311                            crc, stored_crc);
1312                 goto unmap;
1313         }
1314
1315         sbi->s_features = le64_to_cpu(super->s_features);
1316         if (sbi->s_features & ~ZONEFS_F_DEFINED_FEATURES) {
1317                 zonefs_err(sb, "Unknown features set 0x%llx\n",
1318                            sbi->s_features);
1319                 goto unmap;
1320         }
1321
1322         if (sbi->s_features & ZONEFS_F_UID) {
1323                 sbi->s_uid = make_kuid(current_user_ns(),
1324                                        le32_to_cpu(super->s_uid));
1325                 if (!uid_valid(sbi->s_uid)) {
1326                         zonefs_err(sb, "Invalid UID feature\n");
1327                         goto unmap;
1328                 }
1329         }
1330
1331         if (sbi->s_features & ZONEFS_F_GID) {
1332                 sbi->s_gid = make_kgid(current_user_ns(),
1333                                        le32_to_cpu(super->s_gid));
1334                 if (!gid_valid(sbi->s_gid)) {
1335                         zonefs_err(sb, "Invalid GID feature\n");
1336                         goto unmap;
1337                 }
1338         }
1339
1340         if (sbi->s_features & ZONEFS_F_PERM)
1341                 sbi->s_perm = le32_to_cpu(super->s_perm);
1342
1343         if (memchr_inv(super->s_reserved, 0, sizeof(super->s_reserved))) {
1344                 zonefs_err(sb, "Reserved area is being used\n");
1345                 goto unmap;
1346         }
1347
1348         import_uuid(&sbi->s_uuid, super->s_uuid);
1349         ret = 0;
1350
1351 unmap:
1352         kunmap(page);
1353 free_page:
1354         __free_page(page);
1355
1356         return ret;
1357 }
1358
1359 /*
1360  * Check that the device is zoned. If it is, get the list of zones and create
1361  * sub-directories and files according to the device zone configuration and
1362  * format options.
1363  */
1364 static int zonefs_fill_super(struct super_block *sb, void *data, int silent)
1365 {
1366         struct zonefs_zone_data zd;
1367         struct zonefs_sb_info *sbi;
1368         struct inode *inode;
1369         enum zonefs_ztype t;
1370         int ret;
1371
1372         if (!bdev_is_zoned(sb->s_bdev)) {
1373                 zonefs_err(sb, "Not a zoned block device\n");
1374                 return -EINVAL;
1375         }
1376
1377         /*
1378          * Initialize super block information: the maximum file size is updated
1379          * when the zone files are created so that the format option
1380          * ZONEFS_F_AGGRCNV which increases the maximum file size of a file
1381          * beyond the zone size is taken into account.
1382          */
1383         sbi = kzalloc(sizeof(*sbi), GFP_KERNEL);
1384         if (!sbi)
1385                 return -ENOMEM;
1386
1387         spin_lock_init(&sbi->s_lock);
1388         sb->s_fs_info = sbi;
1389         sb->s_magic = ZONEFS_MAGIC;
1390         sb->s_maxbytes = 0;
1391         sb->s_op = &zonefs_sops;
1392         sb->s_time_gran = 1;
1393
1394         /*
1395          * The block size is set to the device physical sector size to ensure
1396          * that write operations on 512e devices (512B logical block and 4KB
1397          * physical block) are always aligned to the device physical blocks,
1398          * as mandated by the ZBC/ZAC specifications.
1399          */
1400         sb_set_blocksize(sb, bdev_physical_block_size(sb->s_bdev));
1401         sbi->s_zone_sectors_shift = ilog2(bdev_zone_sectors(sb->s_bdev));
1402         sbi->s_uid = GLOBAL_ROOT_UID;
1403         sbi->s_gid = GLOBAL_ROOT_GID;
1404         sbi->s_perm = 0640;
1405         sbi->s_mount_opts = ZONEFS_MNTOPT_ERRORS_RO;
1406
1407         ret = zonefs_read_super(sb);
1408         if (ret)
1409                 return ret;
1410
1411         ret = zonefs_parse_options(sb, data);
1412         if (ret)
1413                 return ret;
1414
1415         memset(&zd, 0, sizeof(struct zonefs_zone_data));
1416         zd.sb = sb;
1417         ret = zonefs_get_zone_info(&zd);
1418         if (ret)
1419                 goto cleanup;
1420
1421         zonefs_info(sb, "Mounting %u zones",
1422                     blkdev_nr_zones(sb->s_bdev->bd_disk));
1423
1424         /* Create root directory inode */
1425         ret = -ENOMEM;
1426         inode = new_inode(sb);
1427         if (!inode)
1428                 goto cleanup;
1429
1430         inode->i_ino = blkdev_nr_zones(sb->s_bdev->bd_disk);
1431         inode->i_mode = S_IFDIR | 0555;
1432         inode->i_ctime = inode->i_mtime = inode->i_atime = current_time(inode);
1433         inode->i_op = &zonefs_dir_inode_operations;
1434         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
1435         set_nlink(inode, 2);
1436
1437         sb->s_root = d_make_root(inode);
1438         if (!sb->s_root)
1439                 goto cleanup;
1440
1441         /* Create and populate files in zone groups directories */
1442         for (t = 0; t < ZONEFS_ZTYPE_MAX; t++) {
1443                 ret = zonefs_create_zgroup(&zd, t);
1444                 if (ret)
1445                         break;
1446         }
1447
1448 cleanup:
1449         zonefs_cleanup_zone_info(&zd);
1450
1451         return ret;
1452 }
1453
1454 static struct dentry *zonefs_mount(struct file_system_type *fs_type,
1455                                    int flags, const char *dev_name, void *data)
1456 {
1457         return mount_bdev(fs_type, flags, dev_name, data, zonefs_fill_super);
1458 }
1459
1460 static void zonefs_kill_super(struct super_block *sb)
1461 {
1462         struct zonefs_sb_info *sbi = ZONEFS_SB(sb);
1463
1464         if (sb->s_root)
1465                 d_genocide(sb->s_root);
1466         kill_block_super(sb);
1467         kfree(sbi);
1468 }
1469
1470 /*
1471  * File system definition and registration.
1472  */
1473 static struct file_system_type zonefs_type = {
1474         .owner          = THIS_MODULE,
1475         .name           = "zonefs",
1476         .mount          = zonefs_mount,
1477         .kill_sb        = zonefs_kill_super,
1478         .fs_flags       = FS_REQUIRES_DEV,
1479 };
1480
1481 static int __init zonefs_init_inodecache(void)
1482 {
1483         zonefs_inode_cachep = kmem_cache_create("zonefs_inode_cache",
1484                         sizeof(struct zonefs_inode_info), 0,
1485                         (SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT),
1486                         NULL);
1487         if (zonefs_inode_cachep == NULL)
1488                 return -ENOMEM;
1489         return 0;
1490 }
1491
1492 static void zonefs_destroy_inodecache(void)
1493 {
1494         /*
1495          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
1496          * destroy the inode cache.
1497          */
1498         rcu_barrier();
1499         kmem_cache_destroy(zonefs_inode_cachep);
1500 }
1501
1502 static int __init zonefs_init(void)
1503 {
1504         int ret;
1505
1506         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct zonefs_super) != ZONEFS_SUPER_SIZE);
1507
1508         ret = zonefs_init_inodecache();
1509         if (ret)
1510                 return ret;
1511
1512         ret = register_filesystem(&zonefs_type);
1513         if (ret) {
1514                 zonefs_destroy_inodecache();
1515                 return ret;
1516         }
1517
1518         return 0;
1519 }
1520
1521 static void __exit zonefs_exit(void)
1522 {
1523         zonefs_destroy_inodecache();
1524         unregister_filesystem(&zonefs_type);
1525 }
1526
1527 MODULE_AUTHOR("Damien Le Moal");
1528 MODULE_DESCRIPTION("Zone file system for zoned block devices");
1529 MODULE_LICENSE("GPL");
1530 module_init(zonefs_init);
1531 module_exit(zonefs_exit);