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