fs/xfs/xfs_file.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2000-2005 Silicon Graphics, Inc.
   3  * All Rights Reserved.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   7  * published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
  16  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  17  */
  18 #include "xfs.h"
  19 #include "xfs_fs.h"
  20 #include "xfs_shared.h"
  21 #include "xfs_format.h"
  22 #include "xfs_log_format.h"
  23 #include "xfs_trans_resv.h"
  24 #include "xfs_mount.h"
  25 #include "xfs_da_format.h"
  26 #include "xfs_da_btree.h"
  27 #include "xfs_inode.h"
  28 #include "xfs_trans.h"
  29 #include "xfs_inode_item.h"
  30 #include "xfs_bmap.h"
  31 #include "xfs_bmap_util.h"
  32 #include "xfs_error.h"
  33 #include "xfs_dir2.h"
  34 #include "xfs_dir2_priv.h"
  35 #include "xfs_ioctl.h"
  36 #include "xfs_trace.h"
  37 #include "xfs_log.h"
  38 #include "xfs_icache.h"
  39 #include "xfs_pnfs.h"
  40 #include "xfs_iomap.h"
  41 #include "xfs_reflink.h"
  42
  43 #include <linux/dcache.h>
  44 #include <linux/falloc.h>
  45 #include <linux/pagevec.h>
  46 #include <linux/backing-dev.h>
  47 #include <linux/mman.h>
  48
  49 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops;
  50
  51 int
  52 xfs_update_prealloc_flags(
  53         struct xfs_inode        *ip,
  54         enum xfs_prealloc_flags flags)
  55 {
  56         struct xfs_trans        *tp;
  57         int                     error;
  58
  59         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_writeid,
  60                         0, 0, 0, &tp);
  61         if (error)
  62                 return error;
  63
  64         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
  65         xfs_trans_ijoin(tp, ip, XFS_ILOCK_EXCL);
  66
  67         if (!(flags & XFS_PREALLOC_INVISIBLE)) {
  68                 VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISUID;
  69                 if (VFS_I(ip)->i_mode & S_IXGRP)
  70                         VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISGID;
  71                 xfs_trans_ichgtime(tp, ip, XFS_ICHGTIME_MOD | XFS_ICHGTIME_CHG);
  72         }
  73
  74         if (flags & XFS_PREALLOC_SET)
  75                 ip->i_d.di_flags |= XFS_DIFLAG_PREALLOC;
  76         if (flags & XFS_PREALLOC_CLEAR)
  77                 ip->i_d.di_flags &= ~XFS_DIFLAG_PREALLOC;
  78
  79         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
  80         if (flags & XFS_PREALLOC_SYNC)
  81                 xfs_trans_set_sync(tp);
  82         return xfs_trans_commit(tp);
  83 }
  84
  85 /*
  86  * Fsync operations on directories are much simpler than on regular files,
  87  * as there is no file data to flush, and thus also no need for explicit
  88  * cache flush operations, and there are no non-transaction metadata updates
  89  * on directories either.
  90  */
  91 STATIC int
  92 xfs_dir_fsync(
  93         struct file             *file,
  94         loff_t                  start,
  95         loff_t                  end,
  96         int                     datasync)
  97 {
  98         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
  99         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 100         xfs_lsn_t               lsn = 0;
 101
 102         trace_xfs_dir_fsync(ip);
 103
 104         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 105         if (xfs_ipincount(ip))
 106                 lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
 107         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 108
 109         if (!lsn)
 110                 return 0;
 111         return xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, NULL);
 112 }
 113
 114 STATIC int
 115 xfs_file_fsync(
 116         struct file             *file,
 117         loff_t                  start,
 118         loff_t                  end,
 119         int                     datasync)
 120 {
 121         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 122         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 123         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 124         int                     error = 0;
 125         int                     log_flushed = 0;
 126         xfs_lsn_t               lsn = 0;
 127
 128         trace_xfs_file_fsync(ip);
 129
 130         error = file_write_and_wait_range(file, start, end);
 131         if (error)
 132                 return error;
 133
 134         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 135                 return -EIO;
 136
 137         xfs_iflags_clear(ip, XFS_ITRUNCATED);
 138
 139         /*
 140          * If we have an RT and/or log subvolume we need to make sure to flush
 141          * the write cache the device used for file data first.  This is to
 142          * ensure newly written file data make it to disk before logging the new
 143          * inode size in case of an extending write.
 144          */
 145         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
 146                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_rtdev_targp);
 147         else if (mp->m_logdev_targp != mp->m_ddev_targp)
 148                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
 149
 150         /*
 151          * All metadata updates are logged, which means that we just have to
 152          * flush the log up to the latest LSN that touched the inode. If we have
 153          * concurrent fsync/fdatasync() calls, we need them to all block on the
 154          * log force before we clear the ili_fsync_fields field. This ensures
 155          * that we don't get a racing sync operation that does not wait for the
 156          * metadata to hit the journal before returning. If we race with
 157          * clearing the ili_fsync_fields, then all that will happen is the log
 158          * force will do nothing as the lsn will already be on disk. We can't
 159          * race with setting ili_fsync_fields because that is done under
 160          * XFS_ILOCK_EXCL, and that can't happen because we hold the lock shared
 161          * until after the ili_fsync_fields is cleared.
 162          */
 163         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 164         if (xfs_ipincount(ip)) {
 165                 if (!datasync ||
 166                     (ip->i_itemp->ili_fsync_fields & ~XFS_ILOG_TIMESTAMP))
 167                         lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
 168         }
 169
 170         if (lsn) {
 171                 error = xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, &log_flushed);
 172                 ip->i_itemp->ili_fsync_fields = 0;
 173         }
 174         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 175
 176         /*
 177          * If we only have a single device, and the log force about was
 178          * a no-op we might have to flush the data device cache here.
 179          * This can only happen for fdatasync/O_DSYNC if we were overwriting
 180          * an already allocated file and thus do not have any metadata to
 181          * commit.
 182          */
 183         if (!log_flushed && !XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) &&
 184             mp->m_logdev_targp == mp->m_ddev_targp)
 185                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
 186
 187         return error;
 188 }
 189
 190 STATIC ssize_t
 191 xfs_file_dio_aio_read(
 192         struct kiocb            *iocb,
 193         struct iov_iter         *to)
 194 {
 195         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 196         size_t                  count = iov_iter_count(to);
 197         ssize_t                 ret;
 198
 199         trace_xfs_file_direct_read(ip, count, iocb->ki_pos);
 200
 201         if (!count)
 202                 return 0; /* skip atime */
 203
 204         file_accessed(iocb->ki_filp);
 205
 206         xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 207         ret = iomap_dio_rw(iocb, to, &xfs_iomap_ops, NULL);
 208         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 209
 210         return ret;
 211 }
 212
 213 static noinline ssize_t
 214 xfs_file_dax_read(
 215         struct kiocb            *iocb,
 216         struct iov_iter         *to)
 217 {
 218         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(iocb->ki_filp->f_mapping->host);
 219         size_t                  count = iov_iter_count(to);
 220         ssize_t                 ret = 0;
 221
 222         trace_xfs_file_dax_read(ip, count, iocb->ki_pos);
 223
 224         if (!count)
 225                 return 0; /* skip atime */
 226
 227         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 228                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, XFS_IOLOCK_SHARED))
 229                         return -EAGAIN;
 230         } else {
 231                 xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 232         }
 233
 234         ret = dax_iomap_rw(iocb, to, &xfs_iomap_ops);
 235         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 236
 237         file_accessed(iocb->ki_filp);
 238         return ret;
 239 }
 240
 241 STATIC ssize_t
 242 xfs_file_buffered_aio_read(
 243         struct kiocb            *iocb,
 244         struct iov_iter         *to)
 245 {
 246         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 247         ssize_t                 ret;
 248
 249         trace_xfs_file_buffered_read(ip, iov_iter_count(to), iocb->ki_pos);
 250
 251         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 252                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, XFS_IOLOCK_SHARED))
 253                         return -EAGAIN;
 254         } else {
 255                 xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 256         }
 257         ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
 258         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 259
 260         return ret;
 261 }
 262
 263 STATIC ssize_t
 264 xfs_file_read_iter(
 265         struct kiocb            *iocb,
 266         struct iov_iter         *to)
 267 {
 268         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 269         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(inode)->i_mount;
 270         ssize_t                 ret = 0;
 271
 272         XFS_STATS_INC(mp, xs_read_calls);
 273
 274         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 275                 return -EIO;
 276
 277         if (IS_DAX(inode))
 278                 ret = xfs_file_dax_read(iocb, to);
 279         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)
 280                 ret = xfs_file_dio_aio_read(iocb, to);
 281         else
 282                 ret = xfs_file_buffered_aio_read(iocb, to);
 283
 284         if (ret > 0)
 285                 XFS_STATS_ADD(mp, xs_read_bytes, ret);
 286         return ret;
 287 }
 288
 289 /*
 290  * Common pre-write limit and setup checks.
 291  *
 292  * Called with the iolocked held either shared and exclusive according to
 293  * @iolock, and returns with it held.  Might upgrade the iolock to exclusive
 294  * if called for a direct write beyond i_size.
 295  */
 296 STATIC ssize_t
 297 xfs_file_aio_write_checks(
 298         struct kiocb            *iocb,
 299         struct iov_iter         *from,
 300         int                     *iolock)
 301 {
 302         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 303         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 304         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 305         ssize_t                 error = 0;
 306         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 307         bool                    drained_dio = false;
 308         loff_t                  isize;
 309
 310 restart:
 311         error = generic_write_checks(iocb, from);
 312         if (error <= 0)
 313                 return error;
 314
 315         error = xfs_break_layouts(inode, iolock, BREAK_WRITE);
 316         if (error)
 317                 return error;
 318
 319         /*
 320          * For changing security info in file_remove_privs() we need i_rwsem
 321          * exclusively.
 322          */
 323         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED && !IS_NOSEC(inode)) {
 324                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
 325                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 326                 xfs_ilock(ip, *iolock);
 327                 goto restart;
 328         }
 329         /*
 330          * If the offset is beyond the size of the file, we need to zero any
 331          * blocks that fall between the existing EOF and the start of this
 332          * write.  If zeroing is needed and we are currently holding the
 333          * iolock shared, we need to update it to exclusive which implies
 334          * having to redo all checks before.
 335          *
 336          * We need to serialise against EOF updates that occur in IO
 337          * completions here. We want to make sure that nobody is changing the
 338          * size while we do this check until we have placed an IO barrier (i.e.
 339          * hold the XFS_IOLOCK_EXCL) that prevents new IO from being dispatched.
 340          * The spinlock effectively forms a memory barrier once we have the
 341          * XFS_IOLOCK_EXCL so we are guaranteed to see the latest EOF value
 342          * and hence be able to correctly determine if we need to run zeroing.
 343          */
 344         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 345         isize = i_size_read(inode);
 346         if (iocb->ki_pos > isize) {
 347                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 348                 if (!drained_dio) {
 349                         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
 350                                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
 351                                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 352                                 xfs_ilock(ip, *iolock);
 353                                 iov_iter_reexpand(from, count);
 354                         }
 355                         /*
 356                          * We now have an IO submission barrier in place, but
 357                          * AIO can do EOF updates during IO completion and hence
 358                          * we now need to wait for all of them to drain. Non-AIO
 359                          * DIO will have drained before we are given the
 360                          * XFS_IOLOCK_EXCL, and so for most cases this wait is a
 361                          * no-op.
 362                          */
 363                         inode_dio_wait(inode);
 364                         drained_dio = true;
 365                         goto restart;
 366                 }
 367
 368                 trace_xfs_zero_eof(ip, isize, iocb->ki_pos - isize);
 369                 error = iomap_zero_range(inode, isize, iocb->ki_pos - isize,
 370                                 NULL, &xfs_iomap_ops);
 371                 if (error)
 372                         return error;
 373         } else
 374                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 375
 376         /*
 377          * Updating the timestamps will grab the ilock again from
 378          * xfs_fs_dirty_inode, so we have to call it after dropping the
 379          * lock above.  Eventually we should look into a way to avoid
 380          * the pointless lock roundtrip.
 381          */
 382         if (likely(!(file->f_mode & FMODE_NOCMTIME))) {
 383                 error = file_update_time(file);
 384                 if (error)
 385                         return error;
 386         }
 387
 388         /*
 389          * If we're writing the file then make sure to clear the setuid and
 390          * setgid bits if the process is not being run by root.  This keeps
 391          * people from modifying setuid and setgid binaries.
 392          */
 393         if (!IS_NOSEC(inode))
 394                 return file_remove_privs(file);
 395         return 0;
 396 }
 397
 398 static int
 399 xfs_dio_write_end_io(
 400         struct kiocb            *iocb,
 401         ssize_t                 size,
 402         unsigned                flags)
 403 {
 404         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 405         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 406         loff_t                  offset = iocb->ki_pos;
 407         int                     error = 0;
 408
 409         trace_xfs_end_io_direct_write(ip, offset, size);
 410
 411         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 412                 return -EIO;
 413
 414         if (size <= 0)
 415                 return size;
 416
 417         if (flags & IOMAP_DIO_COW) {
 418                 error = xfs_reflink_end_cow(ip, offset, size);
 419                 if (error)
 420                         return error;
 421         }
 422
 423         /*
 424          * Unwritten conversion updates the in-core isize after extent
 425          * conversion but before updating the on-disk size. Updating isize any
 426          * earlier allows a racing dio read to find unwritten extents before
 427          * they are converted.
 428          */
 429         if (flags & IOMAP_DIO_UNWRITTEN)
 430                 return xfs_iomap_write_unwritten(ip, offset, size, true);
 431
 432         /*
 433          * We need to update the in-core inode size here so that we don't end up
 434          * with the on-disk inode size being outside the in-core inode size. We
 435          * have no other method of updating EOF for AIO, so always do it here
 436          * if necessary.
 437          *
 438          * We need to lock the test/set EOF update as we can be racing with
 439          * other IO completions here to update the EOF. Failing to serialise
 440          * here can result in EOF moving backwards and Bad Things Happen when
 441          * that occurs.
 442          */
 443         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 444         if (offset + size > i_size_read(inode)) {
 445                 i_size_write(inode, offset + size);
 446                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 447                 error = xfs_setfilesize(ip, offset, size);
 448         } else {
 449                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 450         }
 451
 452         return error;
 453 }
 454
 455 /*
 456  * xfs_file_dio_aio_write - handle direct IO writes
 457  *
 458  * Lock the inode appropriately to prepare for and issue a direct IO write.
 459  * By separating it from the buffered write path we remove all the tricky to
 460  * follow locking changes and looping.
 461  *
 462  * If there are cached pages or we're extending the file, we need IOLOCK_EXCL
 463  * until we're sure the bytes at the new EOF have been zeroed and/or the cached
 464  * pages are flushed out.
 465  *
 466  * In most cases the direct IO writes will be done holding IOLOCK_SHARED
 467  * allowing them to be done in parallel with reads and other direct IO writes.
 468  * However, if the IO is not aligned to filesystem blocks, the direct IO layer
 469  * needs to do sub-block zeroing and that requires serialisation against other
 470  * direct IOs to the same block. In this case we need to serialise the
 471  * submission of the unaligned IOs so that we don't get racing block zeroing in
 472  * the dio layer.  To avoid the problem with aio, we also need to wait for
 473  * outstanding IOs to complete so that unwritten extent conversion is completed
 474  * before we try to map the overlapping block. This is currently implemented by
 475  * hitting it with a big hammer (i.e. inode_dio_wait()).
 476  *
 477  * Returns with locks held indicated by @iolock and errors indicated by
 478  * negative return values.
 479  */
 480 STATIC ssize_t
 481 xfs_file_dio_aio_write(
 482         struct kiocb            *iocb,
 483         struct iov_iter         *from)
 484 {
 485         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 486         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 487         struct inode            *inode = mapping->host;
 488         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 489         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 490         ssize_t                 ret = 0;
 491         int                     unaligned_io = 0;
 492         int                     iolock;
 493         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 494         struct xfs_buftarg      *target = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) ?
 495                                         mp->m_rtdev_targp : mp->m_ddev_targp;
 496
 497         /* DIO must be aligned to device logical sector size */
 498         if ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask)
 499                 return -EINVAL;
 500
 501         /*
 502          * Don't take the exclusive iolock here unless the I/O is unaligned to
 503          * the file system block size.  We don't need to consider the EOF
 504          * extension case here because xfs_file_aio_write_checks() will relock
 505          * the inode as necessary for EOF zeroing cases and fill out the new
 506          * inode size as appropriate.
 507          */
 508         if ((iocb->ki_pos & mp->m_blockmask) ||
 509             ((iocb->ki_pos + count) & mp->m_blockmask)) {
 510                 unaligned_io = 1;
 511
 512                 /*
 513                  * We can't properly handle unaligned direct I/O to reflink
 514                  * files yet, as we can't unshare a partial block.
 515                  */
 516                 if (xfs_is_reflink_inode(ip)) {
 517                         trace_xfs_reflink_bounce_dio_write(ip, iocb->ki_pos, count);
 518                         return -EREMCHG;
 519                 }
 520                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 521         } else {
 522                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 523         }
 524
 525         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 526                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, iolock))
 527                         return -EAGAIN;
 528         } else {
 529                 xfs_ilock(ip, iolock);
 530         }
 531
 532         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 533         if (ret)
 534                 goto out;
 535         count = iov_iter_count(from);
 536
 537         /*
 538          * If we are doing unaligned IO, wait for all other IO to drain,
 539          * otherwise demote the lock if we had to take the exclusive lock
 540          * for other reasons in xfs_file_aio_write_checks.
 541          */
 542         if (unaligned_io) {
 543                 /* If we are going to wait for other DIO to finish, bail */
 544                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 545                         if (atomic_read(&inode->i_dio_count))
 546                                 return -EAGAIN;
 547                 } else {
 548                         inode_dio_wait(inode);
 549                 }
 550         } else if (iolock == XFS_IOLOCK_EXCL) {
 551                 xfs_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 552                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 553         }
 554
 555         trace_xfs_file_direct_write(ip, count, iocb->ki_pos);
 556         ret = iomap_dio_rw(iocb, from, &xfs_iomap_ops, xfs_dio_write_end_io);
 557 out:
 558         xfs_iunlock(ip, iolock);
 559
 560         /*
 561          * No fallback to buffered IO on errors for XFS, direct IO will either
 562          * complete fully or fail.
 563          */
 564         ASSERT(ret < 0 || ret == count);
 565         return ret;
 566 }
 567
 568 static noinline ssize_t
 569 xfs_file_dax_write(
 570         struct kiocb            *iocb,
 571         struct iov_iter         *from)
 572 {
 573         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 574         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 575         int                     iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 576         ssize_t                 ret, error = 0;
 577         size_t                  count;
 578         loff_t                  pos;
 579
 580         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 581                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, iolock))
 582                         return -EAGAIN;
 583         } else {
 584                 xfs_ilock(ip, iolock);
 585         }
 586
 587         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 588         if (ret)
 589                 goto out;
 590
 591         pos = iocb->ki_pos;
 592         count = iov_iter_count(from);
 593
 594         trace_xfs_file_dax_write(ip, count, pos);
 595         ret = dax_iomap_rw(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
 596         if (ret > 0 && iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
 597                 i_size_write(inode, iocb->ki_pos);
 598                 error = xfs_setfilesize(ip, pos, ret);
 599         }
 600 out:
 601         xfs_iunlock(ip, iolock);
 602         return error ? error : ret;
 603 }
 604
 605 STATIC ssize_t
 606 xfs_file_buffered_aio_write(
 607         struct kiocb            *iocb,
 608         struct iov_iter         *from)
 609 {
 610         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 611         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 612         struct inode            *inode = mapping->host;
 613         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 614         ssize_t                 ret;
 615         int                     enospc = 0;
 616         int                     iolock;
 617
 618         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 619                 return -EOPNOTSUPP;
 620
 621 write_retry:
 622         iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 623         xfs_ilock(ip, iolock);
 624
 625         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 626         if (ret)
 627                 goto out;
 628
 629         /* We can write back this queue in page reclaim */
 630         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
 631
 632         trace_xfs_file_buffered_write(ip, iov_iter_count(from), iocb->ki_pos);
 633         ret = iomap_file_buffered_write(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
 634         if (likely(ret >= 0))
 635                 iocb->ki_pos += ret;
 636
 637         /*
 638          * If we hit a space limit, try to free up some lingering preallocated
 639          * space before returning an error. In the case of ENOSPC, first try to
 640          * write back all dirty inodes to free up some of the excess reserved
 641          * metadata space. This reduces the chances that the eofblocks scan
 642          * waits on dirty mappings. Since xfs_flush_inodes() is serialized, this
 643          * also behaves as a filter to prevent too many eofblocks scans from
 644          * running at the same time.
 645          */
 646         if (ret == -EDQUOT && !enospc) {
 647                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 648                 enospc = xfs_inode_free_quota_eofblocks(ip);
 649                 if (enospc)
 650                         goto write_retry;
 651                 enospc = xfs_inode_free_quota_cowblocks(ip);
 652                 if (enospc)
 653                         goto write_retry;
 654                 iolock = 0;
 655         } else if (ret == -ENOSPC && !enospc) {
 656                 struct xfs_eofblocks eofb = {0};
 657
 658                 enospc = 1;
 659                 xfs_flush_inodes(ip->i_mount);
 660
 661                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 662                 eofb.eof_flags = XFS_EOF_FLAGS_SYNC;
 663                 xfs_icache_free_eofblocks(ip->i_mount, &eofb);
 664                 xfs_icache_free_cowblocks(ip->i_mount, &eofb);
 665                 goto write_retry;
 666         }
 667
 668         current->backing_dev_info = NULL;
 669 out:
 670         if (iolock)
 671                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 672         return ret;
 673 }
 674
 675 STATIC ssize_t
 676 xfs_file_write_iter(
 677         struct kiocb            *iocb,
 678         struct iov_iter         *from)
 679 {
 680         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 681         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 682         struct inode            *inode = mapping->host;
 683         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 684         ssize_t                 ret;
 685         size_t                  ocount = iov_iter_count(from);
 686
 687         XFS_STATS_INC(ip->i_mount, xs_write_calls);
 688
 689         if (ocount == 0)
 690                 return 0;
 691
 692         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 693                 return -EIO;
 694
 695         if (IS_DAX(inode))
 696                 ret = xfs_file_dax_write(iocb, from);
 697         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
 698                 /*
 699                  * Allow a directio write to fall back to a buffered
 700                  * write *only* in the case that we're doing a reflink
 701                  * CoW.  In all other directio scenarios we do not
 702                  * allow an operation to fall back to buffered mode.
 703                  */
 704                 ret = xfs_file_dio_aio_write(iocb, from);
 705                 if (ret == -EREMCHG)
 706                         goto buffered;
 707         } else {
 708 buffered:
 709                 ret = xfs_file_buffered_aio_write(iocb, from);
 710         }
 711
 712         if (ret > 0) {
 713                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 714
 715                 /* Handle various SYNC-type writes */
 716                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 717         }
 718         return ret;
 719 }
 720
 721 static void
 722 xfs_wait_dax_page(
 723         struct inode            *inode,
 724         bool                    *did_unlock)
 725 {
 726         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 727
 728         *did_unlock = true;
 729         xfs_iunlock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 730         schedule();
 731         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 732 }
 733
 734 static int
 735 xfs_break_dax_layouts(
 736         struct inode            *inode,
 737         uint                    iolock,
 738         bool                    *did_unlock)
 739 {
 740         struct page             *page;
 741
 742         ASSERT(xfs_isilocked(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_EXCL));
 743
 744         page = dax_layout_busy_page(inode->i_mapping);
 745         if (!page)
 746                 return 0;
 747
 748         return ___wait_var_event(&page->_refcount,
 749                         atomic_read(&page->_refcount) == 1, TASK_INTERRUPTIBLE,
 750                         0, 0, xfs_wait_dax_page(inode, did_unlock));
 751 }
 752
 753 int
 754 xfs_break_layouts(
 755         struct inode            *inode,
 756         uint                    *iolock,
 757         enum layout_break_reason reason)
 758 {
 759         bool                    retry;
 760         int                     error;
 761
 762         ASSERT(xfs_isilocked(XFS_I(inode), XFS_IOLOCK_SHARED|XFS_IOLOCK_EXCL));
 763
 764         do {
 765                 retry = false;
 766                 switch (reason) {
 767                 case BREAK_UNMAP:
 768                         error = xfs_break_dax_layouts(inode, *iolock, &retry);
 769                         if (error || retry)
 770                                 break;
 771                         /* fall through */
 772                 case BREAK_WRITE:
 773                         error = xfs_break_leased_layouts(inode, iolock, &retry);
 774                         break;
 775                 default:
 776                         WARN_ON_ONCE(1);
 777                         error = -EINVAL;
 778                 }
 779         } while (error == 0 && retry);
 780
 781         return error;
 782 }
 783
 784 #define XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED                                         \
 785                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
 786                  FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |      \
 787                  FALLOC_FL_INSERT_RANGE | FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE)
 788
 789 STATIC long
 790 xfs_file_fallocate(
 791         struct file             *file,
 792         int                     mode,
 793         loff_t                  offset,
 794         loff_t                  len)
 795 {
 796         struct inode            *inode = file_inode(file);
 797         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 798         long                    error;
 799         enum xfs_prealloc_flags flags = 0;
 800         uint                    iolock = XFS_IOLOCK_EXCL | XFS_MMAPLOCK_EXCL;
 801         loff_t                  new_size = 0;
 802         bool                    do_file_insert = false;
 803
 804         if (!S_ISREG(inode->i_mode))
 805                 return -EINVAL;
 806         if (mode & ~XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED)
 807                 return -EOPNOTSUPP;
 808
 809         xfs_ilock(ip, iolock);
 810         error = xfs_break_layouts(inode, &iolock, BREAK_UNMAP);
 811         if (error)
 812                 goto out_unlock;
 813
 814         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE) {
 815                 error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
 816                 if (error)
 817                         goto out_unlock;
 818         } else if (mode & FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE) {
 819                 unsigned int blksize_mask = i_blocksize(inode) - 1;
 820
 821                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
 822                         error = -EINVAL;
 823                         goto out_unlock;
 824                 }
 825
 826                 /*
 827                  * There is no need to overlap collapse range with EOF,
 828                  * in which case it is effectively a truncate operation
 829                  */
 830                 if (offset + len >= i_size_read(inode)) {
 831                         error = -EINVAL;
 832                         goto out_unlock;
 833                 }
 834
 835                 new_size = i_size_read(inode) - len;
 836
 837                 error = xfs_collapse_file_space(ip, offset, len);
 838                 if (error)
 839                         goto out_unlock;
 840         } else if (mode & FALLOC_FL_INSERT_RANGE) {
 841                 unsigned int    blksize_mask = i_blocksize(inode) - 1;
 842                 loff_t          isize = i_size_read(inode);
 843
 844                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
 845                         error = -EINVAL;
 846                         goto out_unlock;
 847                 }
 848
 849                 /*
 850                  * New inode size must not exceed ->s_maxbytes, accounting for
 851                  * possible signed overflow.
 852                  */
 853                 if (inode->i_sb->s_maxbytes - isize < len) {
 854                         error = -EFBIG;
 855                         goto out_unlock;
 856                 }
 857                 new_size = isize + len;
 858
 859                 /* Offset should be less than i_size */
 860                 if (offset >= isize) {
 861                         error = -EINVAL;
 862                         goto out_unlock;
 863                 }
 864                 do_file_insert = true;
 865         } else {
 866                 flags |= XFS_PREALLOC_SET;
 867
 868                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
 869                     offset + len > i_size_read(inode)) {
 870                         new_size = offset + len;
 871                         error = inode_newsize_ok(inode, new_size);
 872                         if (error)
 873                                 goto out_unlock;
 874                 }
 875
 876                 if (mode & FALLOC_FL_ZERO_RANGE)
 877                         error = xfs_zero_file_space(ip, offset, len);
 878                 else {
 879                         if (mode & FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE) {
 880                                 error = xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
 881                                 if (error)
 882                                         goto out_unlock;
 883                         }
 884                         error = xfs_alloc_file_space(ip, offset, len,
 885                                                      XFS_BMAPI_PREALLOC);
 886                 }
 887                 if (error)
 888                         goto out_unlock;
 889         }
 890
 891         if (file->f_flags & O_DSYNC)
 892                 flags |= XFS_PREALLOC_SYNC;
 893
 894         error = xfs_update_prealloc_flags(ip, flags);
 895         if (error)
 896                 goto out_unlock;
 897
 898         /* Change file size if needed */
 899         if (new_size) {
 900                 struct iattr iattr;
 901
 902                 iattr.ia_valid = ATTR_SIZE;
 903                 iattr.ia_size = new_size;
 904                 error = xfs_vn_setattr_size(file_dentry(file), &iattr);
 905                 if (error)
 906                         goto out_unlock;
 907         }
 908
 909         /*
 910          * Perform hole insertion now that the file size has been
 911          * updated so that if we crash during the operation we don't
 912          * leave shifted extents past EOF and hence losing access to
 913          * the data that is contained within them.
 914          */
 915         if (do_file_insert)
 916                 error = xfs_insert_file_space(ip, offset, len);
 917
 918 out_unlock:
 919         xfs_iunlock(ip, iolock);
 920         return error;
 921 }
 922
 923 STATIC int
 924 xfs_file_clone_range(
 925         struct file     *file_in,
 926         loff_t          pos_in,
 927         struct file     *file_out,
 928         loff_t          pos_out,
 929         u64             len)
 930 {
 931         return xfs_reflink_remap_range(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
 932                                      len, false);
 933 }
 934
 935 STATIC ssize_t
 936 xfs_file_dedupe_range(
 937         struct file     *src_file,
 938         u64             loff,
 939         u64             len,
 940         struct file     *dst_file,
 941         u64             dst_loff)
 942 {
 943         struct inode    *srci = file_inode(src_file);
 944         u64             max_dedupe;
 945         int             error;
 946
 947         /*
 948          * Since we have to read all these pages in to compare them, cut
 949          * it off at MAX_RW_COUNT/2 rounded down to the nearest block.
 950          * That means we won't do more than MAX_RW_COUNT IO per request.
 951          */
 952         max_dedupe = (MAX_RW_COUNT >> 1) & ~(i_blocksize(srci) - 1);
 953         if (len > max_dedupe)
 954                 len = max_dedupe;
 955         error = xfs_reflink_remap_range(src_file, loff, dst_file, dst_loff,
 956                                      len, true);
 957         if (error)
 958                 return error;
 959         return len;
 960 }
 961
 962 STATIC int
 963 xfs_file_open(
 964         struct inode    *inode,
 965         struct file     *file)
 966 {
 967         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE) && i_size_read(inode) > MAX_NON_LFS)
 968                 return -EFBIG;
 969         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_M(inode->i_sb)))
 970                 return -EIO;
 971         file->f_mode |= FMODE_NOWAIT;
 972         return 0;
 973 }
 974
 975 STATIC int
 976 xfs_dir_open(
 977         struct inode    *inode,
 978         struct file     *file)
 979 {
 980         struct xfs_inode *ip = XFS_I(inode);
 981         int             mode;
 982         int             error;
 983
 984         error = xfs_file_open(inode, file);
 985         if (error)
 986                 return error;
 987
 988         /*
 989          * If there are any blocks, read-ahead block 0 as we're almost
 990          * certain to have the next operation be a read there.
 991          */
 992         mode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
 993         if (ip->i_d.di_nextents > 0)
 994                 error = xfs_dir3_data_readahead(ip, 0, -1);
 995         xfs_iunlock(ip, mode);
 996         return error;
 997 }
 998
 999 STATIC int
1000 xfs_file_release(
1001         struct inode    *inode,
1002         struct file     *filp)
1003 {
1004         return xfs_release(XFS_I(inode));
1005 }
1006
1007 STATIC int
1008 xfs_file_readdir(
1009         struct file     *file,
1010         struct dir_context *ctx)
1011 {
1012         struct inode    *inode = file_inode(file);
1013         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
1014         size_t          bufsize;
1015
1016         /*
1017          * The Linux API doesn't pass down the total size of the buffer
1018          * we read into down to the filesystem.  With the filldir concept
1019          * it's not needed for correct information, but the XFS dir2 leaf
1020          * code wants an estimate of the buffer size to calculate it's
1021          * readahead window and size the buffers used for mapping to
1022          * physical blocks.
1023          *
1024          * Try to give it an estimate that's good enough, maybe at some
1025          * point we can change the ->readdir prototype to include the
1026          * buffer size.  For now we use the current glibc buffer size.
1027          */
1028         bufsize = (size_t)min_t(loff_t, XFS_READDIR_BUFSIZE, ip->i_d.di_size);
1029
1030         return xfs_readdir(NULL, ip, ctx, bufsize);
1031 }
1032
1033 STATIC loff_t
1034 xfs_file_llseek(
1035         struct file     *file,
1036         loff_t          offset,
1037         int             whence)
1038 {
1039         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
1040
1041         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_I(inode)->i_mount))
1042                 return -EIO;
1043
1044         switch (whence) {
1045         default:
1046                 return generic_file_llseek(file, offset, whence);
1047         case SEEK_HOLE:
1048                 offset = iomap_seek_hole(inode, offset, &xfs_iomap_ops);
1049                 break;
1050         case SEEK_DATA:
1051                 offset = iomap_seek_data(inode, offset, &xfs_iomap_ops);
1052                 break;
1053         }
1054
1055         if (offset < 0)
1056                 return offset;
1057         return vfs_setpos(file, offset, inode->i_sb->s_maxbytes);
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Locking for serialisation of IO during page faults. This results in a lock
1062  * ordering of:
1063  *
1064  * mmap_sem (MM)
1065  *   sb_start_pagefault(vfs, freeze)
1066  *     i_mmaplock (XFS - truncate serialisation)
1067  *       page_lock (MM)
1068  *         i_lock (XFS - extent map serialisation)
1069  */
1070 static int
1071 __xfs_filemap_fault(
1072         struct vm_fault         *vmf,
1073         enum page_entry_size    pe_size,
1074         bool                    write_fault)
1075 {
1076         struct inode            *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1077         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1078         int                     ret;
1079
1080         trace_xfs_filemap_fault(ip, pe_size, write_fault);
1081
1082         if (write_fault) {
1083                 sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1084                 file_update_time(vmf->vma->vm_file);
1085         }
1086
1087         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1088         if (IS_DAX(inode)) {
1089                 pfn_t pfn;
1090
1091                 ret = dax_iomap_fault(vmf, pe_size, &pfn, NULL, &xfs_iomap_ops);
1092                 if (ret & VM_FAULT_NEEDDSYNC)
1093                         ret = dax_finish_sync_fault(vmf, pe_size, pfn);
1094         } else {
1095                 if (write_fault)
1096                         ret = iomap_page_mkwrite(vmf, &xfs_iomap_ops);
1097                 else
1098                         ret = filemap_fault(vmf);
1099         }
1100         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1101
1102         if (write_fault)
1103                 sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1104         return ret;
1105 }
1106
1107 static int
1108 xfs_filemap_fault(
1109         struct vm_fault         *vmf)
1110 {
1111         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1112         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE,
1113                         IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)) &&
1114                         (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE));
1115 }
1116
1117 static int
1118 xfs_filemap_huge_fault(
1119         struct vm_fault         *vmf,
1120         enum page_entry_size    pe_size)
1121 {
1122         if (!IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)))
1123                 return VM_FAULT_FALLBACK;
1124
1125         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1126         return __xfs_filemap_fault(vmf, pe_size,
1127                         (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE));
1128 }
1129
1130 static int
1131 xfs_filemap_page_mkwrite(
1132         struct vm_fault         *vmf)
1133 {
1134         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
1135 }
1136
1137 /*
1138  * pfn_mkwrite was originally intended to ensure we capture time stamp updates
1139  * on write faults. In reality, it needs to serialise against truncate and
1140  * prepare memory for writing so handle is as standard write fault.
1141  */
1142 static int
1143 xfs_filemap_pfn_mkwrite(
1144         struct vm_fault         *vmf)
1145 {
1146
1147         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
1148 }
1149
1150 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops = {
1151         .fault          = xfs_filemap_fault,
1152         .huge_fault     = xfs_filemap_huge_fault,
1153         .map_pages      = filemap_map_pages,
1154         .page_mkwrite   = xfs_filemap_page_mkwrite,
1155         .pfn_mkwrite    = xfs_filemap_pfn_mkwrite,
1156 };
1157
1158 STATIC int
1159 xfs_file_mmap(
1160         struct file     *filp,
1161         struct vm_area_struct *vma)
1162 {
1163         /*
1164          * We don't support synchronous mappings for non-DAX files. At least
1165          * until someone comes with a sensible use case.
1166          */
1167         if (!IS_DAX(file_inode(filp)) && (vma->vm_flags & VM_SYNC))
1168                 return -EOPNOTSUPP;
1169
1170         file_accessed(filp);
1171         vma->vm_ops = &xfs_file_vm_ops;
1172         if (IS_DAX(file_inode(filp)))
1173                 vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP | VM_HUGEPAGE;
1174         return 0;
1175 }
1176
1177 const struct file_operations xfs_file_operations = {
1178         .llseek         = xfs_file_llseek,
1179         .read_iter      = xfs_file_read_iter,
1180         .write_iter     = xfs_file_write_iter,
1181         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1182         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1183         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1184 #ifdef CONFIG_COMPAT
1185         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1186 #endif
1187         .mmap           = xfs_file_mmap,
1188         .mmap_supported_flags = MAP_SYNC,
1189         .open           = xfs_file_open,
1190         .release        = xfs_file_release,
1191         .fsync          = xfs_file_fsync,
1192         .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area,
1193         .fallocate      = xfs_file_fallocate,
1194         .clone_file_range = xfs_file_clone_range,
1195         .dedupe_file_range = xfs_file_dedupe_range,
1196 };
1197
1198 const struct file_operations xfs_dir_file_operations = {
1199         .open           = xfs_dir_open,
1200         .read           = generic_read_dir,
1201         .iterate_shared = xfs_file_readdir,
1202         .llseek         = generic_file_llseek,
1203         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1204 #ifdef CONFIG_COMPAT
1205         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1206 #endif
1207         .fsync          = xfs_dir_fsync,
1208 };