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
  48 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops;
  49
  50 /*
  51  * Clear the specified ranges to zero through either the pagecache or DAX.
  52  * Holes and unwritten extents will be left as-is as they already are zeroed.
  53  */
  54 int
  55 xfs_zero_range(
  56         struct xfs_inode        *ip,
  57         xfs_off_t               pos,
  58         xfs_off_t               count,
  59         bool                    *did_zero)
  60 {
  61         return iomap_zero_range(VFS_I(ip), pos, count, NULL, &xfs_iomap_ops);
  62 }
  63
  64 int
  65 xfs_update_prealloc_flags(
  66         struct xfs_inode        *ip,
  67         enum xfs_prealloc_flags flags)
  68 {
  69         struct xfs_trans        *tp;
  70         int                     error;
  71
  72         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_writeid,
  73                         0, 0, 0, &tp);
  74         if (error)
  75                 return error;
  76
  77         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
  78         xfs_trans_ijoin(tp, ip, XFS_ILOCK_EXCL);
  79
  80         if (!(flags & XFS_PREALLOC_INVISIBLE)) {
  81                 VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISUID;
  82                 if (VFS_I(ip)->i_mode & S_IXGRP)
  83                         VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISGID;
  84                 xfs_trans_ichgtime(tp, ip, XFS_ICHGTIME_MOD | XFS_ICHGTIME_CHG);
  85         }
  86
  87         if (flags & XFS_PREALLOC_SET)
  88                 ip->i_d.di_flags |= XFS_DIFLAG_PREALLOC;
  89         if (flags & XFS_PREALLOC_CLEAR)
  90                 ip->i_d.di_flags &= ~XFS_DIFLAG_PREALLOC;
  91
  92         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
  93         if (flags & XFS_PREALLOC_SYNC)
  94                 xfs_trans_set_sync(tp);
  95         return xfs_trans_commit(tp);
  96 }
  97
  98 /*
  99  * Fsync operations on directories are much simpler than on regular files,
 100  * as there is no file data to flush, and thus also no need for explicit
 101  * cache flush operations, and there are no non-transaction metadata updates
 102  * on directories either.
 103  */
 104 STATIC int
 105 xfs_dir_fsync(
 106         struct file             *file,
 107         loff_t                  start,
 108         loff_t                  end,
 109         int                     datasync)
 110 {
 111         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
 112         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 113         xfs_lsn_t               lsn = 0;
 114
 115         trace_xfs_dir_fsync(ip);
 116
 117         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 118         if (xfs_ipincount(ip))
 119                 lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
 120         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 121
 122         if (!lsn)
 123                 return 0;
 124         return _xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, NULL);
 125 }
 126
 127 STATIC int
 128 xfs_file_fsync(
 129         struct file             *file,
 130         loff_t                  start,
 131         loff_t                  end,
 132         int                     datasync)
 133 {
 134         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 135         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 136         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 137         int                     error = 0;
 138         int                     log_flushed = 0;
 139         xfs_lsn_t               lsn = 0;
 140
 141         trace_xfs_file_fsync(ip);
 142
 143         error = file_write_and_wait_range(file, start, end);
 144         if (error)
 145                 return error;
 146
 147         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 148                 return -EIO;
 149
 150         xfs_iflags_clear(ip, XFS_ITRUNCATED);
 151
 152         /*
 153          * If we have an RT and/or log subvolume we need to make sure to flush
 154          * the write cache the device used for file data first.  This is to
 155          * ensure newly written file data make it to disk before logging the new
 156          * inode size in case of an extending write.
 157          */
 158         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
 159                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_rtdev_targp);
 160         else if (mp->m_logdev_targp != mp->m_ddev_targp)
 161                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
 162
 163         /*
 164          * All metadata updates are logged, which means that we just have to
 165          * flush the log up to the latest LSN that touched the inode. If we have
 166          * concurrent fsync/fdatasync() calls, we need them to all block on the
 167          * log force before we clear the ili_fsync_fields field. This ensures
 168          * that we don't get a racing sync operation that does not wait for the
 169          * metadata to hit the journal before returning. If we race with
 170          * clearing the ili_fsync_fields, then all that will happen is the log
 171          * force will do nothing as the lsn will already be on disk. We can't
 172          * race with setting ili_fsync_fields because that is done under
 173          * XFS_ILOCK_EXCL, and that can't happen because we hold the lock shared
 174          * until after the ili_fsync_fields is cleared.
 175          */
 176         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 177         if (xfs_ipincount(ip)) {
 178                 if (!datasync ||
 179                     (ip->i_itemp->ili_fsync_fields & ~XFS_ILOG_TIMESTAMP))
 180                         lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
 181         }
 182
 183         if (lsn) {
 184                 error = _xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, &log_flushed);
 185                 ip->i_itemp->ili_fsync_fields = 0;
 186         }
 187         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 188
 189         /*
 190          * If we only have a single device, and the log force about was
 191          * a no-op we might have to flush the data device cache here.
 192          * This can only happen for fdatasync/O_DSYNC if we were overwriting
 193          * an already allocated file and thus do not have any metadata to
 194          * commit.
 195          */
 196         if (!log_flushed && !XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) &&
 197             mp->m_logdev_targp == mp->m_ddev_targp)
 198                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
 199
 200         return error;
 201 }
 202
 203 STATIC ssize_t
 204 xfs_file_dio_aio_read(
 205         struct kiocb            *iocb,
 206         struct iov_iter         *to)
 207 {
 208         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 209         size_t                  count = iov_iter_count(to);
 210         ssize_t                 ret;
 211
 212         trace_xfs_file_direct_read(ip, count, iocb->ki_pos);
 213
 214         if (!count)
 215                 return 0; /* skip atime */
 216
 217         file_accessed(iocb->ki_filp);
 218
 219         xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 220         ret = iomap_dio_rw(iocb, to, &xfs_iomap_ops, NULL);
 221         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 222
 223         return ret;
 224 }
 225
 226 static noinline ssize_t
 227 xfs_file_dax_read(
 228         struct kiocb            *iocb,
 229         struct iov_iter         *to)
 230 {
 231         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(iocb->ki_filp->f_mapping->host);
 232         size_t                  count = iov_iter_count(to);
 233         ssize_t                 ret = 0;
 234
 235         trace_xfs_file_dax_read(ip, count, iocb->ki_pos);
 236
 237         if (!count)
 238                 return 0; /* skip atime */
 239
 240         if (!xfs_ilock_nowait(ip, XFS_IOLOCK_SHARED)) {
 241                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 242                         return -EAGAIN;
 243                 xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 244         }
 245         ret = dax_iomap_rw(iocb, to, &xfs_iomap_ops);
 246         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 247
 248         file_accessed(iocb->ki_filp);
 249         return ret;
 250 }
 251
 252 STATIC ssize_t
 253 xfs_file_buffered_aio_read(
 254         struct kiocb            *iocb,
 255         struct iov_iter         *to)
 256 {
 257         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 258         ssize_t                 ret;
 259
 260         trace_xfs_file_buffered_read(ip, iov_iter_count(to), iocb->ki_pos);
 261
 262         xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 263         ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
 264         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 265
 266         return ret;
 267 }
 268
 269 STATIC ssize_t
 270 xfs_file_read_iter(
 271         struct kiocb            *iocb,
 272         struct iov_iter         *to)
 273 {
 274         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 275         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(inode)->i_mount;
 276         ssize_t                 ret = 0;
 277
 278         XFS_STATS_INC(mp, xs_read_calls);
 279
 280         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 281                 return -EIO;
 282
 283         if (IS_DAX(inode))
 284                 ret = xfs_file_dax_read(iocb, to);
 285         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)
 286                 ret = xfs_file_dio_aio_read(iocb, to);
 287         else
 288                 ret = xfs_file_buffered_aio_read(iocb, to);
 289
 290         if (ret > 0)
 291                 XFS_STATS_ADD(mp, xs_read_bytes, ret);
 292         return ret;
 293 }
 294
 295 /*
 296  * Zero any on disk space between the current EOF and the new, larger EOF.
 297  *
 298  * This handles the normal case of zeroing the remainder of the last block in
 299  * the file and the unusual case of zeroing blocks out beyond the size of the
 300  * file.  This second case only happens with fixed size extents and when the
 301  * system crashes before the inode size was updated but after blocks were
 302  * allocated.
 303  *
 304  * Expects the iolock to be held exclusive, and will take the ilock internally.
 305  */
 306 int                                     /* error (positive) */
 307 xfs_zero_eof(
 308         struct xfs_inode        *ip,
 309         xfs_off_t               offset,         /* starting I/O offset */
 310         xfs_fsize_t             isize,          /* current inode size */
 311         bool                    *did_zeroing)
 312 {
 313         ASSERT(xfs_isilocked(ip, XFS_IOLOCK_EXCL));
 314         ASSERT(offset > isize);
 315
 316         trace_xfs_zero_eof(ip, isize, offset - isize);
 317         return xfs_zero_range(ip, isize, offset - isize, did_zeroing);
 318 }
 319
 320 /*
 321  * Common pre-write limit and setup checks.
 322  *
 323  * Called with the iolocked held either shared and exclusive according to
 324  * @iolock, and returns with it held.  Might upgrade the iolock to exclusive
 325  * if called for a direct write beyond i_size.
 326  */
 327 STATIC ssize_t
 328 xfs_file_aio_write_checks(
 329         struct kiocb            *iocb,
 330         struct iov_iter         *from,
 331         int                     *iolock)
 332 {
 333         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 334         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 335         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 336         ssize_t                 error = 0;
 337         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 338         bool                    drained_dio = false;
 339
 340 restart:
 341         error = generic_write_checks(iocb, from);
 342         if (error <= 0)
 343                 return error;
 344
 345         error = xfs_break_layouts(inode, iolock);
 346         if (error)
 347                 return error;
 348
 349         /*
 350          * For changing security info in file_remove_privs() we need i_rwsem
 351          * exclusively.
 352          */
 353         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED && !IS_NOSEC(inode)) {
 354                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
 355                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 356                 xfs_ilock(ip, *iolock);
 357                 goto restart;
 358         }
 359         /*
 360          * If the offset is beyond the size of the file, we need to zero any
 361          * blocks that fall between the existing EOF and the start of this
 362          * write.  If zeroing is needed and we are currently holding the
 363          * iolock shared, we need to update it to exclusive which implies
 364          * having to redo all checks before.
 365          *
 366          * We need to serialise against EOF updates that occur in IO
 367          * completions here. We want to make sure that nobody is changing the
 368          * size while we do this check until we have placed an IO barrier (i.e.
 369          * hold the XFS_IOLOCK_EXCL) that prevents new IO from being dispatched.
 370          * The spinlock effectively forms a memory barrier once we have the
 371          * XFS_IOLOCK_EXCL so we are guaranteed to see the latest EOF value
 372          * and hence be able to correctly determine if we need to run zeroing.
 373          */
 374         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 375         if (iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
 376                 bool    zero = false;
 377
 378                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 379                 if (!drained_dio) {
 380                         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
 381                                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
 382                                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 383                                 xfs_ilock(ip, *iolock);
 384                                 iov_iter_reexpand(from, count);
 385                         }
 386                         /*
 387                          * We now have an IO submission barrier in place, but
 388                          * AIO can do EOF updates during IO completion and hence
 389                          * we now need to wait for all of them to drain. Non-AIO
 390                          * DIO will have drained before we are given the
 391                          * XFS_IOLOCK_EXCL, and so for most cases this wait is a
 392                          * no-op.
 393                          */
 394                         inode_dio_wait(inode);
 395                         drained_dio = true;
 396                         goto restart;
 397                 }
 398                 error = xfs_zero_eof(ip, iocb->ki_pos, i_size_read(inode), &zero);
 399                 if (error)
 400                         return error;
 401         } else
 402                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 403
 404         /*
 405          * Updating the timestamps will grab the ilock again from
 406          * xfs_fs_dirty_inode, so we have to call it after dropping the
 407          * lock above.  Eventually we should look into a way to avoid
 408          * the pointless lock roundtrip.
 409          */
 410         if (likely(!(file->f_mode & FMODE_NOCMTIME))) {
 411                 error = file_update_time(file);
 412                 if (error)
 413                         return error;
 414         }
 415
 416         /*
 417          * If we're writing the file then make sure to clear the setuid and
 418          * setgid bits if the process is not being run by root.  This keeps
 419          * people from modifying setuid and setgid binaries.
 420          */
 421         if (!IS_NOSEC(inode))
 422                 return file_remove_privs(file);
 423         return 0;
 424 }
 425
 426 static int
 427 xfs_dio_write_end_io(
 428         struct kiocb            *iocb,
 429         ssize_t                 size,
 430         unsigned                flags)
 431 {
 432         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 433         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 434         loff_t                  offset = iocb->ki_pos;
 435         bool                    update_size = false;
 436         int                     error = 0;
 437
 438         trace_xfs_end_io_direct_write(ip, offset, size);
 439
 440         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 441                 return -EIO;
 442
 443         if (size <= 0)
 444                 return size;
 445
 446         /*
 447          * We need to update the in-core inode size here so that we don't end up
 448          * with the on-disk inode size being outside the in-core inode size. We
 449          * have no other method of updating EOF for AIO, so always do it here
 450          * if necessary.
 451          *
 452          * We need to lock the test/set EOF update as we can be racing with
 453          * other IO completions here to update the EOF. Failing to serialise
 454          * here can result in EOF moving backwards and Bad Things Happen when
 455          * that occurs.
 456          */
 457         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 458         if (offset + size > i_size_read(inode)) {
 459                 i_size_write(inode, offset + size);
 460                 update_size = true;
 461         }
 462         spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 463
 464         if (flags & IOMAP_DIO_COW) {
 465                 error = xfs_reflink_end_cow(ip, offset, size);
 466                 if (error)
 467                         return error;
 468         }
 469
 470         if (flags & IOMAP_DIO_UNWRITTEN)
 471                 error = xfs_iomap_write_unwritten(ip, offset, size);
 472         else if (update_size)
 473                 error = xfs_setfilesize(ip, offset, size);
 474
 475         return error;
 476 }
 477
 478 /*
 479  * xfs_file_dio_aio_write - handle direct IO writes
 480  *
 481  * Lock the inode appropriately to prepare for and issue a direct IO write.
 482  * By separating it from the buffered write path we remove all the tricky to
 483  * follow locking changes and looping.
 484  *
 485  * If there are cached pages or we're extending the file, we need IOLOCK_EXCL
 486  * until we're sure the bytes at the new EOF have been zeroed and/or the cached
 487  * pages are flushed out.
 488  *
 489  * In most cases the direct IO writes will be done holding IOLOCK_SHARED
 490  * allowing them to be done in parallel with reads and other direct IO writes.
 491  * However, if the IO is not aligned to filesystem blocks, the direct IO layer
 492  * needs to do sub-block zeroing and that requires serialisation against other
 493  * direct IOs to the same block. In this case we need to serialise the
 494  * submission of the unaligned IOs so that we don't get racing block zeroing in
 495  * the dio layer.  To avoid the problem with aio, we also need to wait for
 496  * outstanding IOs to complete so that unwritten extent conversion is completed
 497  * before we try to map the overlapping block. This is currently implemented by
 498  * hitting it with a big hammer (i.e. inode_dio_wait()).
 499  *
 500  * Returns with locks held indicated by @iolock and errors indicated by
 501  * negative return values.
 502  */
 503 STATIC ssize_t
 504 xfs_file_dio_aio_write(
 505         struct kiocb            *iocb,
 506         struct iov_iter         *from)
 507 {
 508         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 509         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 510         struct inode            *inode = mapping->host;
 511         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 512         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 513         ssize_t                 ret = 0;
 514         int                     unaligned_io = 0;
 515         int                     iolock;
 516         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 517         struct xfs_buftarg      *target = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) ?
 518                                         mp->m_rtdev_targp : mp->m_ddev_targp;
 519
 520         /* DIO must be aligned to device logical sector size */
 521         if ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask)
 522                 return -EINVAL;
 523
 524         /*
 525          * Don't take the exclusive iolock here unless the I/O is unaligned to
 526          * the file system block size.  We don't need to consider the EOF
 527          * extension case here because xfs_file_aio_write_checks() will relock
 528          * the inode as necessary for EOF zeroing cases and fill out the new
 529          * inode size as appropriate.
 530          */
 531         if ((iocb->ki_pos & mp->m_blockmask) ||
 532             ((iocb->ki_pos + count) & mp->m_blockmask)) {
 533                 unaligned_io = 1;
 534
 535                 /*
 536                  * We can't properly handle unaligned direct I/O to reflink
 537                  * files yet, as we can't unshare a partial block.
 538                  */
 539                 if (xfs_is_reflink_inode(ip)) {
 540                         trace_xfs_reflink_bounce_dio_write(ip, iocb->ki_pos, count);
 541                         return -EREMCHG;
 542                 }
 543                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 544         } else {
 545                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 546         }
 547
 548         if (!xfs_ilock_nowait(ip, iolock)) {
 549                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 550                         return -EAGAIN;
 551                 xfs_ilock(ip, iolock);
 552         }
 553
 554         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 555         if (ret)
 556                 goto out;
 557         count = iov_iter_count(from);
 558
 559         /*
 560          * If we are doing unaligned IO, wait for all other IO to drain,
 561          * otherwise demote the lock if we had to take the exclusive lock
 562          * for other reasons in xfs_file_aio_write_checks.
 563          */
 564         if (unaligned_io) {
 565                 /* If we are going to wait for other DIO to finish, bail */
 566                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 567                         if (atomic_read(&inode->i_dio_count))
 568                                 return -EAGAIN;
 569                 } else {
 570                         inode_dio_wait(inode);
 571                 }
 572         } else if (iolock == XFS_IOLOCK_EXCL) {
 573                 xfs_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 574                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 575         }
 576
 577         trace_xfs_file_direct_write(ip, count, iocb->ki_pos);
 578         ret = iomap_dio_rw(iocb, from, &xfs_iomap_ops, xfs_dio_write_end_io);
 579 out:
 580         xfs_iunlock(ip, iolock);
 581
 582         /*
 583          * No fallback to buffered IO on errors for XFS, direct IO will either
 584          * complete fully or fail.
 585          */
 586         ASSERT(ret < 0 || ret == count);
 587         return ret;
 588 }
 589
 590 static noinline ssize_t
 591 xfs_file_dax_write(
 592         struct kiocb            *iocb,
 593         struct iov_iter         *from)
 594 {
 595         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 596         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 597         int                     iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 598         ssize_t                 ret, error = 0;
 599         size_t                  count;
 600         loff_t                  pos;
 601
 602         if (!xfs_ilock_nowait(ip, iolock)) {
 603                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 604                         return -EAGAIN;
 605                 xfs_ilock(ip, iolock);
 606         }
 607
 608         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 609         if (ret)
 610                 goto out;
 611
 612         pos = iocb->ki_pos;
 613         count = iov_iter_count(from);
 614
 615         trace_xfs_file_dax_write(ip, count, pos);
 616         ret = dax_iomap_rw(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
 617         if (ret > 0 && iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
 618                 i_size_write(inode, iocb->ki_pos);
 619                 error = xfs_setfilesize(ip, pos, ret);
 620         }
 621 out:
 622         xfs_iunlock(ip, iolock);
 623         return error ? error : ret;
 624 }
 625
 626 STATIC ssize_t
 627 xfs_file_buffered_aio_write(
 628         struct kiocb            *iocb,
 629         struct iov_iter         *from)
 630 {
 631         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 632         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 633         struct inode            *inode = mapping->host;
 634         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 635         ssize_t                 ret;
 636         int                     enospc = 0;
 637         int                     iolock;
 638
 639 write_retry:
 640         iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 641         xfs_ilock(ip, iolock);
 642
 643         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 644         if (ret)
 645                 goto out;
 646
 647         /* We can write back this queue in page reclaim */
 648         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
 649
 650         trace_xfs_file_buffered_write(ip, iov_iter_count(from), iocb->ki_pos);
 651         ret = iomap_file_buffered_write(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
 652         if (likely(ret >= 0))
 653                 iocb->ki_pos += ret;
 654
 655         /*
 656          * If we hit a space limit, try to free up some lingering preallocated
 657          * space before returning an error. In the case of ENOSPC, first try to
 658          * write back all dirty inodes to free up some of the excess reserved
 659          * metadata space. This reduces the chances that the eofblocks scan
 660          * waits on dirty mappings. Since xfs_flush_inodes() is serialized, this
 661          * also behaves as a filter to prevent too many eofblocks scans from
 662          * running at the same time.
 663          */
 664         if (ret == -EDQUOT && !enospc) {
 665                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 666                 enospc = xfs_inode_free_quota_eofblocks(ip);
 667                 if (enospc)
 668                         goto write_retry;
 669                 enospc = xfs_inode_free_quota_cowblocks(ip);
 670                 if (enospc)
 671                         goto write_retry;
 672                 iolock = 0;
 673         } else if (ret == -ENOSPC && !enospc) {
 674                 struct xfs_eofblocks eofb = {0};
 675
 676                 enospc = 1;
 677                 xfs_flush_inodes(ip->i_mount);
 678
 679                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 680                 eofb.eof_flags = XFS_EOF_FLAGS_SYNC;
 681                 xfs_icache_free_eofblocks(ip->i_mount, &eofb);
 682                 xfs_icache_free_cowblocks(ip->i_mount, &eofb);
 683                 goto write_retry;
 684         }
 685
 686         current->backing_dev_info = NULL;
 687 out:
 688         if (iolock)
 689                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 690         return ret;
 691 }
 692
 693 STATIC ssize_t
 694 xfs_file_write_iter(
 695         struct kiocb            *iocb,
 696         struct iov_iter         *from)
 697 {
 698         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 699         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 700         struct inode            *inode = mapping->host;
 701         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 702         ssize_t                 ret;
 703         size_t                  ocount = iov_iter_count(from);
 704
 705         XFS_STATS_INC(ip->i_mount, xs_write_calls);
 706
 707         if (ocount == 0)
 708                 return 0;
 709
 710         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 711                 return -EIO;
 712
 713         if (IS_DAX(inode))
 714                 ret = xfs_file_dax_write(iocb, from);
 715         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
 716                 /*
 717                  * Allow a directio write to fall back to a buffered
 718                  * write *only* in the case that we're doing a reflink
 719                  * CoW.  In all other directio scenarios we do not
 720                  * allow an operation to fall back to buffered mode.
 721                  */
 722                 ret = xfs_file_dio_aio_write(iocb, from);
 723                 if (ret == -EREMCHG)
 724                         goto buffered;
 725         } else {
 726 buffered:
 727                 ret = xfs_file_buffered_aio_write(iocb, from);
 728         }
 729
 730         if (ret > 0) {
 731                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 732
 733                 /* Handle various SYNC-type writes */
 734                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 735         }
 736         return ret;
 737 }
 738
 739 #define XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED                                         \
 740                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
 741                  FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |      \
 742                  FALLOC_FL_INSERT_RANGE | FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE)
 743
 744 STATIC long
 745 xfs_file_fallocate(
 746         struct file             *file,
 747         int                     mode,
 748         loff_t                  offset,
 749         loff_t                  len)
 750 {
 751         struct inode            *inode = file_inode(file);
 752         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 753         long                    error;
 754         enum xfs_prealloc_flags flags = 0;
 755         uint                    iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 756         loff_t                  new_size = 0;
 757         bool                    do_file_insert = 0;
 758
 759         if (!S_ISREG(inode->i_mode))
 760                 return -EINVAL;
 761         if (mode & ~XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED)
 762                 return -EOPNOTSUPP;
 763
 764         xfs_ilock(ip, iolock);
 765         error = xfs_break_layouts(inode, &iolock);
 766         if (error)
 767                 goto out_unlock;
 768
 769         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 770         iolock |= XFS_MMAPLOCK_EXCL;
 771
 772         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE) {
 773                 error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
 774                 if (error)
 775                         goto out_unlock;
 776         } else if (mode & FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE) {
 777                 unsigned int blksize_mask = i_blocksize(inode) - 1;
 778
 779                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
 780                         error = -EINVAL;
 781                         goto out_unlock;
 782                 }
 783
 784                 /*
 785                  * There is no need to overlap collapse range with EOF,
 786                  * in which case it is effectively a truncate operation
 787                  */
 788                 if (offset + len >= i_size_read(inode)) {
 789                         error = -EINVAL;
 790                         goto out_unlock;
 791                 }
 792
 793                 new_size = i_size_read(inode) - len;
 794
 795                 error = xfs_collapse_file_space(ip, offset, len);
 796                 if (error)
 797                         goto out_unlock;
 798         } else if (mode & FALLOC_FL_INSERT_RANGE) {
 799                 unsigned int blksize_mask = i_blocksize(inode) - 1;
 800
 801                 new_size = i_size_read(inode) + len;
 802                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
 803                         error = -EINVAL;
 804                         goto out_unlock;
 805                 }
 806
 807                 /* check the new inode size does not wrap through zero */
 808                 if (new_size > inode->i_sb->s_maxbytes) {
 809                         error = -EFBIG;
 810                         goto out_unlock;
 811                 }
 812
 813                 /* Offset should be less than i_size */
 814                 if (offset >= i_size_read(inode)) {
 815                         error = -EINVAL;
 816                         goto out_unlock;
 817                 }
 818                 do_file_insert = 1;
 819         } else {
 820                 flags |= XFS_PREALLOC_SET;
 821
 822                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
 823                     offset + len > i_size_read(inode)) {
 824                         new_size = offset + len;
 825                         error = inode_newsize_ok(inode, new_size);
 826                         if (error)
 827                                 goto out_unlock;
 828                 }
 829
 830                 if (mode & FALLOC_FL_ZERO_RANGE)
 831                         error = xfs_zero_file_space(ip, offset, len);
 832                 else {
 833                         if (mode & FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE) {
 834                                 error = xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
 835                                 if (error)
 836                                         goto out_unlock;
 837                         }
 838                         error = xfs_alloc_file_space(ip, offset, len,
 839                                                      XFS_BMAPI_PREALLOC);
 840                 }
 841                 if (error)
 842                         goto out_unlock;
 843         }
 844
 845         if (file->f_flags & O_DSYNC)
 846                 flags |= XFS_PREALLOC_SYNC;
 847
 848         error = xfs_update_prealloc_flags(ip, flags);
 849         if (error)
 850                 goto out_unlock;
 851
 852         /* Change file size if needed */
 853         if (new_size) {
 854                 struct iattr iattr;
 855
 856                 iattr.ia_valid = ATTR_SIZE;
 857                 iattr.ia_size = new_size;
 858                 error = xfs_vn_setattr_size(file_dentry(file), &iattr);
 859                 if (error)
 860                         goto out_unlock;
 861         }
 862
 863         /*
 864          * Perform hole insertion now that the file size has been
 865          * updated so that if we crash during the operation we don't
 866          * leave shifted extents past EOF and hence losing access to
 867          * the data that is contained within them.
 868          */
 869         if (do_file_insert)
 870                 error = xfs_insert_file_space(ip, offset, len);
 871
 872 out_unlock:
 873         xfs_iunlock(ip, iolock);
 874         return error;
 875 }
 876
 877 STATIC int
 878 xfs_file_clone_range(
 879         struct file     *file_in,
 880         loff_t          pos_in,
 881         struct file     *file_out,
 882         loff_t          pos_out,
 883         u64             len)
 884 {
 885         return xfs_reflink_remap_range(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
 886                                      len, false);
 887 }
 888
 889 STATIC ssize_t
 890 xfs_file_dedupe_range(
 891         struct file     *src_file,
 892         u64             loff,
 893         u64             len,
 894         struct file     *dst_file,
 895         u64             dst_loff)
 896 {
 897         int             error;
 898
 899         error = xfs_reflink_remap_range(src_file, loff, dst_file, dst_loff,
 900                                      len, true);
 901         if (error)
 902                 return error;
 903         return len;
 904 }
 905
 906 STATIC int
 907 xfs_file_open(
 908         struct inode    *inode,
 909         struct file     *file)
 910 {
 911         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE) && i_size_read(inode) > MAX_NON_LFS)
 912                 return -EFBIG;
 913         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_M(inode->i_sb)))
 914                 return -EIO;
 915         file->f_mode |= FMODE_AIO_NOWAIT;
 916         return 0;
 917 }
 918
 919 STATIC int
 920 xfs_dir_open(
 921         struct inode    *inode,
 922         struct file     *file)
 923 {
 924         struct xfs_inode *ip = XFS_I(inode);
 925         int             mode;
 926         int             error;
 927
 928         error = xfs_file_open(inode, file);
 929         if (error)
 930                 return error;
 931
 932         /*
 933          * If there are any blocks, read-ahead block 0 as we're almost
 934          * certain to have the next operation be a read there.
 935          */
 936         mode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
 937         if (ip->i_d.di_nextents > 0)
 938                 error = xfs_dir3_data_readahead(ip, 0, -1);
 939         xfs_iunlock(ip, mode);
 940         return error;
 941 }
 942
 943 STATIC int
 944 xfs_file_release(
 945         struct inode    *inode,
 946         struct file     *filp)
 947 {
 948         return xfs_release(XFS_I(inode));
 949 }
 950
 951 STATIC int
 952 xfs_file_readdir(
 953         struct file     *file,
 954         struct dir_context *ctx)
 955 {
 956         struct inode    *inode = file_inode(file);
 957         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
 958         size_t          bufsize;
 959
 960         /*
 961          * The Linux API doesn't pass down the total size of the buffer
 962          * we read into down to the filesystem.  With the filldir concept
 963          * it's not needed for correct information, but the XFS dir2 leaf
 964          * code wants an estimate of the buffer size to calculate it's
 965          * readahead window and size the buffers used for mapping to
 966          * physical blocks.
 967          *
 968          * Try to give it an estimate that's good enough, maybe at some
 969          * point we can change the ->readdir prototype to include the
 970          * buffer size.  For now we use the current glibc buffer size.
 971          */
 972         bufsize = (size_t)min_t(loff_t, 32768, ip->i_d.di_size);
 973
 974         return xfs_readdir(NULL, ip, ctx, bufsize);
 975 }
 976
 977 STATIC loff_t
 978 xfs_file_llseek(
 979         struct file     *file,
 980         loff_t          offset,
 981         int             whence)
 982 {
 983         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 984
 985         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_I(inode)->i_mount))
 986                 return -EIO;
 987
 988         switch (whence) {
 989         default:
 990                 return generic_file_llseek(file, offset, whence);
 991         case SEEK_HOLE:
 992                 offset = iomap_seek_hole(inode, offset, &xfs_iomap_ops);
 993                 break;
 994         case SEEK_DATA:
 995                 offset = iomap_seek_data(inode, offset, &xfs_iomap_ops);
 996                 break;
 997         }
 998
 999         if (offset < 0)
1000                 return offset;
1001         return vfs_setpos(file, offset, inode->i_sb->s_maxbytes);
1002 }
1003
1004 /*
1005  * Locking for serialisation of IO during page faults. This results in a lock
1006  * ordering of:
1007  *
1008  * mmap_sem (MM)
1009  *   sb_start_pagefault(vfs, freeze)
1010  *     i_mmaplock (XFS - truncate serialisation)
1011  *       page_lock (MM)
1012  *         i_lock (XFS - extent map serialisation)
1013  */
1014
1015 /*
1016  * mmap()d file has taken write protection fault and is being made writable. We
1017  * can set the page state up correctly for a writable page, which means we can
1018  * do correct delalloc accounting (ENOSPC checking!) and unwritten extent
1019  * mapping.
1020  */
1021 STATIC int
1022 xfs_filemap_page_mkwrite(
1023         struct vm_fault         *vmf)
1024 {
1025         struct inode            *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1026         int                     ret;
1027
1028         trace_xfs_filemap_page_mkwrite(XFS_I(inode));
1029
1030         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1031         file_update_time(vmf->vma->vm_file);
1032         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1033
1034         if (IS_DAX(inode)) {
1035                 ret = dax_iomap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, &xfs_iomap_ops);
1036         } else {
1037                 ret = iomap_page_mkwrite(vmf, &xfs_iomap_ops);
1038                 ret = block_page_mkwrite_return(ret);
1039         }
1040
1041         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1042         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1043
1044         return ret;
1045 }
1046
1047 STATIC int
1048 xfs_filemap_fault(
1049         struct vm_fault         *vmf)
1050 {
1051         struct inode            *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1052         int                     ret;
1053
1054         trace_xfs_filemap_fault(XFS_I(inode));
1055
1056         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1057         if ((vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE) && IS_DAX(inode))
1058                 return xfs_filemap_page_mkwrite(vmf);
1059
1060         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1061         if (IS_DAX(inode))
1062                 ret = dax_iomap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, &xfs_iomap_ops);
1063         else
1064                 ret = filemap_fault(vmf);
1065         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1066
1067         return ret;
1068 }
1069
1070 /*
1071  * Similar to xfs_filemap_fault(), the DAX fault path can call into here on
1072  * both read and write faults. Hence we need to handle both cases. There is no
1073  * ->huge_mkwrite callout for huge pages, so we have a single function here to
1074  * handle both cases here. @flags carries the information on the type of fault
1075  * occuring.
1076  */
1077 STATIC int
1078 xfs_filemap_huge_fault(
1079         struct vm_fault         *vmf,
1080         enum page_entry_size    pe_size)
1081 {
1082         struct inode            *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1083         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1084         int                     ret;
1085
1086         if (!IS_DAX(inode))
1087                 return VM_FAULT_FALLBACK;
1088
1089         trace_xfs_filemap_huge_fault(ip);
1090
1091         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE) {
1092                 sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1093                 file_update_time(vmf->vma->vm_file);
1094         }
1095
1096         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1097         ret = dax_iomap_fault(vmf, pe_size, &xfs_iomap_ops);
1098         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1099
1100         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE)
1101                 sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1102
1103         return ret;
1104 }
1105
1106 /*
1107  * pfn_mkwrite was originally inteneded to ensure we capture time stamp
1108  * updates on write faults. In reality, it's need to serialise against
1109  * truncate similar to page_mkwrite. Hence we cycle the XFS_MMAPLOCK_SHARED
1110  * to ensure we serialise the fault barrier in place.
1111  */
1112 static int
1113 xfs_filemap_pfn_mkwrite(
1114         struct vm_fault         *vmf)
1115 {
1116
1117         struct inode            *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1118         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1119         int                     ret = VM_FAULT_NOPAGE;
1120         loff_t                  size;
1121
1122         trace_xfs_filemap_pfn_mkwrite(ip);
1123
1124         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1125         file_update_time(vmf->vma->vm_file);
1126
1127         /* check if the faulting page hasn't raced with truncate */
1128         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1129         size = (i_size_read(inode) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1130         if (vmf->pgoff >= size)
1131                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
1132         else if (IS_DAX(inode))
1133                 ret = dax_pfn_mkwrite(vmf);
1134         xfs_iunlock(ip, XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1135         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1136         return ret;
1137
1138 }
1139
1140 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops = {
1141         .fault          = xfs_filemap_fault,
1142         .huge_fault     = xfs_filemap_huge_fault,
1143         .map_pages      = filemap_map_pages,
1144         .page_mkwrite   = xfs_filemap_page_mkwrite,
1145         .pfn_mkwrite    = xfs_filemap_pfn_mkwrite,
1146 };
1147
1148 STATIC int
1149 xfs_file_mmap(
1150         struct file     *filp,
1151         struct vm_area_struct *vma)
1152 {
1153         file_accessed(filp);
1154         vma->vm_ops = &xfs_file_vm_ops;
1155         if (IS_DAX(file_inode(filp)))
1156                 vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP | VM_HUGEPAGE;
1157         return 0;
1158 }
1159
1160 const struct file_operations xfs_file_operations = {
1161         .llseek         = xfs_file_llseek,
1162         .read_iter      = xfs_file_read_iter,
1163         .write_iter     = xfs_file_write_iter,
1164         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1165         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1166         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1167 #ifdef CONFIG_COMPAT
1168         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1169 #endif
1170         .mmap           = xfs_file_mmap,
1171         .open           = xfs_file_open,
1172         .release        = xfs_file_release,
1173         .fsync          = xfs_file_fsync,
1174         .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area,
1175         .fallocate      = xfs_file_fallocate,
1176         .clone_file_range = xfs_file_clone_range,
1177         .dedupe_file_range = xfs_file_dedupe_range,
1178 };
1179
1180 const struct file_operations xfs_dir_file_operations = {
1181         .open           = xfs_dir_open,
1182         .read           = generic_read_dir,
1183         .iterate_shared = xfs_file_readdir,
1184         .llseek         = generic_file_llseek,
1185         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1186 #ifdef CONFIG_COMPAT
1187         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1188 #endif
1189         .fsync          = xfs_dir_fsync,
1190 };