fs/f2fs/file.c

   1 /*
   2  * fs/f2fs/file.c
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012 Samsung Electronics Co., Ltd.
   5  *             http://www.samsung.com/
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  */
  11 #include <linux/fs.h>
  12 #include <linux/f2fs_fs.h>
  13 #include <linux/stat.h>
  14 #include <linux/buffer_head.h>
  15 #include <linux/writeback.h>
  16 #include <linux/falloc.h>
  17 #include <linux/types.h>
  18 #include <linux/uaccess.h>
  19 #include <linux/mount.h>
  20
  21 #include "f2fs.h"
  22 #include "node.h"
  23 #include "segment.h"
  24 #include "xattr.h"
  25 #include "acl.h"
  26
  27 static int f2fs_vm_page_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
  28                                                 struct vm_fault *vmf)
  29 {
  30         struct page *page = vmf->page;
  31         struct inode *inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
  32         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(inode->i_sb);
  33         block_t old_blk_addr;
  34         struct dnode_of_data dn;
  35         int err;
  36
  37         f2fs_balance_fs(sbi);
  38
  39         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
  40
  41         mutex_lock_op(sbi, DATA_NEW);
  42
  43         /* block allocation */
  44         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
  45         err = get_dnode_of_data(&dn, page->index, 0);
  46         if (err) {
  47                 mutex_unlock_op(sbi, DATA_NEW);
  48                 goto out;
  49         }
  50
  51         old_blk_addr = dn.data_blkaddr;
  52
  53         if (old_blk_addr == NULL_ADDR) {
  54                 err = reserve_new_block(&dn);
  55                 if (err) {
  56                         f2fs_put_dnode(&dn);
  57                         mutex_unlock_op(sbi, DATA_NEW);
  58                         goto out;
  59                 }
  60         }
  61         f2fs_put_dnode(&dn);
  62
  63         mutex_unlock_op(sbi, DATA_NEW);
  64
  65         lock_page(page);
  66         if (page->mapping != inode->i_mapping ||
  67                         page_offset(page) >= i_size_read(inode) ||
  68                         !PageUptodate(page)) {
  69                 unlock_page(page);
  70                 err = -EFAULT;
  71                 goto out;
  72         }
  73
  74         /*
  75          * check to see if the page is mapped already (no holes)
  76          */
  77         if (PageMappedToDisk(page))
  78                 goto out;
  79
  80         /* fill the page */
  81         wait_on_page_writeback(page);
  82
  83         /* page is wholly or partially inside EOF */
  84         if (((page->index + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT) > i_size_read(inode)) {
  85                 unsigned offset;
  86                 offset = i_size_read(inode) & ~PAGE_CACHE_MASK;
  87                 zero_user_segment(page, offset, PAGE_CACHE_SIZE);
  88         }
  89         set_page_dirty(page);
  90         SetPageUptodate(page);
  91
  92         file_update_time(vma->vm_file);
  93 out:
  94         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
  95         return block_page_mkwrite_return(err);
  96 }
  97
  98 static const struct vm_operations_struct f2fs_file_vm_ops = {
  99         .fault        = filemap_fault,
 100         .page_mkwrite = f2fs_vm_page_mkwrite,
 101 };
 102
 103 static int need_to_sync_dir(struct f2fs_sb_info *sbi, struct inode *inode)
 104 {
 105         struct dentry *dentry;
 106         nid_t pino;
 107
 108         inode = igrab(inode);
 109         dentry = d_find_any_alias(inode);
 110         if (!dentry) {
 111                 iput(inode);
 112                 return 0;
 113         }
 114         pino = dentry->d_parent->d_inode->i_ino;
 115         dput(dentry);
 116         iput(inode);
 117         return !is_checkpointed_node(sbi, pino);
 118 }
 119
 120 int f2fs_sync_file(struct file *file, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 121 {
 122         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 123         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(inode->i_sb);
 124         unsigned long long cur_version;
 125         int ret = 0;
 126         bool need_cp = false;
 127         struct writeback_control wbc = {
 128                 .sync_mode = WB_SYNC_ALL,
 129                 .nr_to_write = LONG_MAX,
 130                 .for_reclaim = 0,
 131         };
 132
 133         if (inode->i_sb->s_flags & MS_RDONLY)
 134                 return 0;
 135
 136         ret = filemap_write_and_wait_range(inode->i_mapping, start, end);
 137         if (ret)
 138                 return ret;
 139
 140         mutex_lock(&inode->i_mutex);
 141
 142         if (datasync && !(inode->i_state & I_DIRTY_DATASYNC))
 143                 goto out;
 144
 145         mutex_lock(&sbi->cp_mutex);
 146         cur_version = le64_to_cpu(F2FS_CKPT(sbi)->checkpoint_ver);
 147         mutex_unlock(&sbi->cp_mutex);
 148
 149         if (F2FS_I(inode)->data_version != cur_version &&
 150                                         !(inode->i_state & I_DIRTY))
 151                 goto out;
 152         F2FS_I(inode)->data_version--;
 153
 154         if (!S_ISREG(inode->i_mode) || inode->i_nlink != 1)
 155                 need_cp = true;
 156         if (is_inode_flag_set(F2FS_I(inode), FI_NEED_CP))
 157                 need_cp = true;
 158         if (!space_for_roll_forward(sbi))
 159                 need_cp = true;
 160         if (need_to_sync_dir(sbi, inode))
 161                 need_cp = true;
 162
 163         if (need_cp) {
 164                 /* all the dirty node pages should be flushed for POR */
 165                 ret = f2fs_sync_fs(inode->i_sb, 1);
 166                 clear_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_NEED_CP);
 167         } else {
 168                 /* if there is no written node page, write its inode page */
 169                 while (!sync_node_pages(sbi, inode->i_ino, &wbc)) {
 170                         ret = f2fs_write_inode(inode, NULL);
 171                         if (ret)
 172                                 goto out;
 173                 }
 174                 filemap_fdatawait_range(sbi->node_inode->i_mapping,
 175                                                         0, LONG_MAX);
 176         }
 177 out:
 178         mutex_unlock(&inode->i_mutex);
 179         return ret;
 180 }
 181
 182 static int f2fs_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
 183 {
 184         file_accessed(file);
 185         vma->vm_ops = &f2fs_file_vm_ops;
 186         return 0;
 187 }
 188
 189 static int truncate_data_blocks_range(struct dnode_of_data *dn, int count)
 190 {
 191         int nr_free = 0, ofs = dn->ofs_in_node;
 192         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(dn->inode->i_sb);
 193         struct f2fs_node *raw_node;
 194         __le32 *addr;
 195
 196         raw_node = page_address(dn->node_page);
 197         addr = blkaddr_in_node(raw_node) + ofs;
 198
 199         for ( ; count > 0; count--, addr++, dn->ofs_in_node++) {
 200                 block_t blkaddr = le32_to_cpu(*addr);
 201                 if (blkaddr == NULL_ADDR)
 202                         continue;
 203
 204                 update_extent_cache(NULL_ADDR, dn);
 205                 invalidate_blocks(sbi, blkaddr);
 206                 dec_valid_block_count(sbi, dn->inode, 1);
 207                 nr_free++;
 208         }
 209         if (nr_free) {
 210                 set_page_dirty(dn->node_page);
 211                 sync_inode_page(dn);
 212         }
 213         dn->ofs_in_node = ofs;
 214         return nr_free;
 215 }
 216
 217 void truncate_data_blocks(struct dnode_of_data *dn)
 218 {
 219         truncate_data_blocks_range(dn, ADDRS_PER_BLOCK);
 220 }
 221
 222 static void truncate_partial_data_page(struct inode *inode, u64 from)
 223 {
 224         unsigned offset = from & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
 225         struct page *page;
 226
 227         if (!offset)
 228                 return;
 229
 230         page = find_data_page(inode, from >> PAGE_CACHE_SHIFT);
 231         if (IS_ERR(page))
 232                 return;
 233
 234         lock_page(page);
 235         wait_on_page_writeback(page);
 236         zero_user(page, offset, PAGE_CACHE_SIZE - offset);
 237         set_page_dirty(page);
 238         f2fs_put_page(page, 1);
 239 }
 240
 241 static int truncate_blocks(struct inode *inode, u64 from)
 242 {
 243         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(inode->i_sb);
 244         unsigned int blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
 245         struct dnode_of_data dn;
 246         pgoff_t free_from;
 247         int count = 0;
 248         int err;
 249
 250         free_from = (pgoff_t)
 251                         ((from + blocksize - 1) >> (sbi->log_blocksize));
 252
 253         mutex_lock_op(sbi, DATA_TRUNC);
 254
 255         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 256         err = get_dnode_of_data(&dn, free_from, RDONLY_NODE);
 257         if (err) {
 258                 if (err == -ENOENT)
 259                         goto free_next;
 260                 mutex_unlock_op(sbi, DATA_TRUNC);
 261                 return err;
 262         }
 263
 264         if (IS_INODE(dn.node_page))
 265                 count = ADDRS_PER_INODE;
 266         else
 267                 count = ADDRS_PER_BLOCK;
 268
 269         count -= dn.ofs_in_node;
 270         BUG_ON(count < 0);
 271         if (dn.ofs_in_node || IS_INODE(dn.node_page)) {
 272                 truncate_data_blocks_range(&dn, count);
 273                 free_from += count;
 274         }
 275
 276         f2fs_put_dnode(&dn);
 277 free_next:
 278         err = truncate_inode_blocks(inode, free_from);
 279         mutex_unlock_op(sbi, DATA_TRUNC);
 280
 281         /* lastly zero out the first data page */
 282         truncate_partial_data_page(inode, from);
 283
 284         return err;
 285 }
 286
 287 void f2fs_truncate(struct inode *inode)
 288 {
 289         if (!(S_ISREG(inode->i_mode) || S_ISDIR(inode->i_mode) ||
 290                                 S_ISLNK(inode->i_mode)))
 291                 return;
 292
 293         if (!truncate_blocks(inode, i_size_read(inode))) {
 294                 inode->i_mtime = inode->i_ctime = CURRENT_TIME;
 295                 mark_inode_dirty(inode);
 296         }
 297
 298         f2fs_balance_fs(F2FS_SB(inode->i_sb));
 299 }
 300
 301 static int f2fs_getattr(struct vfsmount *mnt,
 302                          struct dentry *dentry, struct kstat *stat)
 303 {
 304         struct inode *inode = dentry->d_inode;
 305         generic_fillattr(inode, stat);
 306         stat->blocks <<= 3;
 307         return 0;
 308 }
 309
 310 #ifdef CONFIG_F2FS_FS_POSIX_ACL
 311 static void __setattr_copy(struct inode *inode, const struct iattr *attr)
 312 {
 313         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(inode);
 314         unsigned int ia_valid = attr->ia_valid;
 315
 316         if (ia_valid & ATTR_UID)
 317                 inode->i_uid = attr->ia_uid;
 318         if (ia_valid & ATTR_GID)
 319                 inode->i_gid = attr->ia_gid;
 320         if (ia_valid & ATTR_ATIME)
 321                 inode->i_atime = timespec_trunc(attr->ia_atime,
 322                                                 inode->i_sb->s_time_gran);
 323         if (ia_valid & ATTR_MTIME)
 324                 inode->i_mtime = timespec_trunc(attr->ia_mtime,
 325                                                 inode->i_sb->s_time_gran);
 326         if (ia_valid & ATTR_CTIME)
 327                 inode->i_ctime = timespec_trunc(attr->ia_ctime,
 328                                                 inode->i_sb->s_time_gran);
 329         if (ia_valid & ATTR_MODE) {
 330                 umode_t mode = attr->ia_mode;
 331
 332                 if (!in_group_p(inode->i_gid) && !capable(CAP_FSETID))
 333                         mode &= ~S_ISGID;
 334                 set_acl_inode(fi, mode);
 335         }
 336 }
 337 #else
 338 #define __setattr_copy setattr_copy
 339 #endif
 340
 341 int f2fs_setattr(struct dentry *dentry, struct iattr *attr)
 342 {
 343         struct inode *inode = dentry->d_inode;
 344         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(inode);
 345         int err;
 346
 347         err = inode_change_ok(inode, attr);
 348         if (err)
 349                 return err;
 350
 351         if ((attr->ia_valid & ATTR_SIZE) &&
 352                         attr->ia_size != i_size_read(inode)) {
 353                 truncate_setsize(inode, attr->ia_size);
 354                 f2fs_truncate(inode);
 355         }
 356
 357         __setattr_copy(inode, attr);
 358
 359         if (attr->ia_valid & ATTR_MODE) {
 360                 err = f2fs_acl_chmod(inode);
 361                 if (err || is_inode_flag_set(fi, FI_ACL_MODE)) {
 362                         inode->i_mode = fi->i_acl_mode;
 363                         clear_inode_flag(fi, FI_ACL_MODE);
 364                 }
 365         }
 366
 367         mark_inode_dirty(inode);
 368         return err;
 369 }
 370
 371 const struct inode_operations f2fs_file_inode_operations = {
 372         .getattr        = f2fs_getattr,
 373         .setattr        = f2fs_setattr,
 374         .get_acl        = f2fs_get_acl,
 375 #ifdef CONFIG_F2FS_FS_XATTR
 376         .setxattr       = generic_setxattr,
 377         .getxattr       = generic_getxattr,
 378         .listxattr      = f2fs_listxattr,
 379         .removexattr    = generic_removexattr,
 380 #endif
 381 };
 382
 383 static void fill_zero(struct inode *inode, pgoff_t index,
 384                                         loff_t start, loff_t len)
 385 {
 386         struct page *page;
 387
 388         if (!len)
 389                 return;
 390
 391         page = get_new_data_page(inode, index, false);
 392
 393         if (!IS_ERR(page)) {
 394                 wait_on_page_writeback(page);
 395                 zero_user(page, start, len);
 396                 set_page_dirty(page);
 397                 f2fs_put_page(page, 1);
 398         }
 399 }
 400
 401 int truncate_hole(struct inode *inode, pgoff_t pg_start, pgoff_t pg_end)
 402 {
 403         pgoff_t index;
 404         int err;
 405
 406         for (index = pg_start; index < pg_end; index++) {
 407                 struct dnode_of_data dn;
 408                 struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(inode->i_sb);
 409
 410                 mutex_lock_op(sbi, DATA_TRUNC);
 411                 set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 412                 err = get_dnode_of_data(&dn, index, RDONLY_NODE);
 413                 if (err) {
 414                         mutex_unlock_op(sbi, DATA_TRUNC);
 415                         if (err == -ENOENT)
 416                                 continue;
 417                         return err;
 418                 }
 419
 420                 if (dn.data_blkaddr != NULL_ADDR)
 421                         truncate_data_blocks_range(&dn, 1);
 422                 f2fs_put_dnode(&dn);
 423                 mutex_unlock_op(sbi, DATA_TRUNC);
 424         }
 425         return 0;
 426 }
 427
 428 static int punch_hole(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t len, int mode)
 429 {
 430         pgoff_t pg_start, pg_end;
 431         loff_t off_start, off_end;
 432         int ret = 0;
 433
 434         pg_start = ((unsigned long long) offset) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 435         pg_end = ((unsigned long long) offset + len) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 436
 437         off_start = offset & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
 438         off_end = (offset + len) & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
 439
 440         if (pg_start == pg_end) {
 441                 fill_zero(inode, pg_start, off_start,
 442                                                 off_end - off_start);
 443         } else {
 444                 if (off_start)
 445                         fill_zero(inode, pg_start++, off_start,
 446                                         PAGE_CACHE_SIZE - off_start);
 447                 if (off_end)
 448                         fill_zero(inode, pg_end, 0, off_end);
 449
 450                 if (pg_start < pg_end) {
 451                         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 452                         loff_t blk_start, blk_end;
 453
 454                         blk_start = pg_start << PAGE_CACHE_SHIFT;
 455                         blk_end = pg_end << PAGE_CACHE_SHIFT;
 456                         truncate_inode_pages_range(mapping, blk_start,
 457                                         blk_end - 1);
 458                         ret = truncate_hole(inode, pg_start, pg_end);
 459                 }
 460         }
 461
 462         if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
 463                 i_size_read(inode) <= (offset + len)) {
 464                 i_size_write(inode, offset);
 465                 mark_inode_dirty(inode);
 466         }
 467
 468         return ret;
 469 }
 470
 471 static int expand_inode_data(struct inode *inode, loff_t offset,
 472                                         loff_t len, int mode)
 473 {
 474         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(inode->i_sb);
 475         pgoff_t index, pg_start, pg_end;
 476         loff_t new_size = i_size_read(inode);
 477         loff_t off_start, off_end;
 478         int ret = 0;
 479
 480         ret = inode_newsize_ok(inode, (len + offset));
 481         if (ret)
 482                 return ret;
 483
 484         pg_start = ((unsigned long long) offset) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 485         pg_end = ((unsigned long long) offset + len) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 486
 487         off_start = offset & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
 488         off_end = (offset + len) & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
 489
 490         for (index = pg_start; index <= pg_end; index++) {
 491                 struct dnode_of_data dn;
 492
 493                 mutex_lock_op(sbi, DATA_NEW);
 494
 495                 set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 496                 ret = get_dnode_of_data(&dn, index, 0);
 497                 if (ret) {
 498                         mutex_unlock_op(sbi, DATA_NEW);
 499                         break;
 500                 }
 501
 502                 if (dn.data_blkaddr == NULL_ADDR) {
 503                         ret = reserve_new_block(&dn);
 504                         if (ret) {
 505                                 f2fs_put_dnode(&dn);
 506                                 mutex_unlock_op(sbi, DATA_NEW);
 507                                 break;
 508                         }
 509                 }
 510                 f2fs_put_dnode(&dn);
 511
 512                 mutex_unlock_op(sbi, DATA_NEW);
 513
 514                 if (pg_start == pg_end)
 515                         new_size = offset + len;
 516                 else if (index == pg_start && off_start)
 517                         new_size = (index + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT;
 518                 else if (index == pg_end)
 519                         new_size = (index << PAGE_CACHE_SHIFT) + off_end;
 520                 else
 521                         new_size += PAGE_CACHE_SIZE;
 522         }
 523
 524         if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
 525                 i_size_read(inode) < new_size) {
 526                 i_size_write(inode, new_size);
 527                 mark_inode_dirty(inode);
 528         }
 529
 530         return ret;
 531 }
 532
 533 static long f2fs_fallocate(struct file *file, int mode,
 534                                 loff_t offset, loff_t len)
 535 {
 536         struct inode *inode = file->f_path.dentry->d_inode;
 537         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(inode->i_sb);
 538         long ret;
 539
 540         if (mode & ~(FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE))
 541                 return -EOPNOTSUPP;
 542
 543         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE)
 544                 ret = punch_hole(inode, offset, len, mode);
 545         else
 546                 ret = expand_inode_data(inode, offset, len, mode);
 547
 548         f2fs_balance_fs(sbi);
 549         return ret;
 550 }
 551
 552 #define F2FS_REG_FLMASK         (~(FS_DIRSYNC_FL | FS_TOPDIR_FL))
 553 #define F2FS_OTHER_FLMASK       (FS_NODUMP_FL | FS_NOATIME_FL)
 554
 555 static inline __u32 f2fs_mask_flags(umode_t mode, __u32 flags)
 556 {
 557         if (S_ISDIR(mode))
 558                 return flags;
 559         else if (S_ISREG(mode))
 560                 return flags & F2FS_REG_FLMASK;
 561         else
 562                 return flags & F2FS_OTHER_FLMASK;
 563 }
 564
 565 long f2fs_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
 566 {
 567         struct inode *inode = filp->f_dentry->d_inode;
 568         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(inode);
 569         unsigned int flags;
 570         int ret;
 571
 572         switch (cmd) {
 573         case FS_IOC_GETFLAGS:
 574                 flags = fi->i_flags & FS_FL_USER_VISIBLE;
 575                 return put_user(flags, (int __user *) arg);
 576         case FS_IOC_SETFLAGS:
 577         {
 578                 unsigned int oldflags;
 579
 580                 ret = mnt_want_write(filp->f_path.mnt);
 581                 if (ret)
 582                         return ret;
 583
 584                 if (!inode_owner_or_capable(inode)) {
 585                         ret = -EACCES;
 586                         goto out;
 587                 }
 588
 589                 if (get_user(flags, (int __user *) arg)) {
 590                         ret = -EFAULT;
 591                         goto out;
 592                 }
 593
 594                 flags = f2fs_mask_flags(inode->i_mode, flags);
 595
 596                 mutex_lock(&inode->i_mutex);
 597
 598                 oldflags = fi->i_flags;
 599
 600                 if ((flags ^ oldflags) & (FS_APPEND_FL | FS_IMMUTABLE_FL)) {
 601                         if (!capable(CAP_LINUX_IMMUTABLE)) {
 602                                 mutex_unlock(&inode->i_mutex);
 603                                 ret = -EPERM;
 604                                 goto out;
 605                         }
 606                 }
 607
 608                 flags = flags & FS_FL_USER_MODIFIABLE;
 609                 flags |= oldflags & ~FS_FL_USER_MODIFIABLE;
 610                 fi->i_flags = flags;
 611                 mutex_unlock(&inode->i_mutex);
 612
 613                 f2fs_set_inode_flags(inode);
 614                 inode->i_ctime = CURRENT_TIME;
 615                 mark_inode_dirty(inode);
 616 out:
 617                 mnt_drop_write(filp->f_path.mnt);
 618                 return ret;
 619         }
 620         default:
 621                 return -ENOTTY;
 622         }
 623 }
 624
 625 const struct file_operations f2fs_file_operations = {
 626         .llseek         = generic_file_llseek,
 627         .read           = do_sync_read,
 628         .write          = do_sync_write,
 629         .aio_read       = generic_file_aio_read,
 630         .aio_write      = generic_file_aio_write,
 631         .open           = generic_file_open,
 632         .mmap           = f2fs_file_mmap,
 633         .fsync          = f2fs_sync_file,
 634         .fallocate      = f2fs_fallocate,
 635         .unlocked_ioctl = f2fs_ioctl,
 636         .splice_read    = generic_file_splice_read,
 637         .splice_write   = generic_file_splice_write,
 638 };