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