fs/xfs/xfs_file.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2000-2005 Silicon Graphics, Inc.
   3  * All Rights Reserved.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   7  * published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
  16  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  17  */
  18 #include "xfs.h"
  19 #include "xfs_fs.h"
  20 #include "xfs_shared.h"
  21 #include "xfs_format.h"
  22 #include "xfs_log_format.h"
  23 #include "xfs_trans_resv.h"
  24 #include "xfs_mount.h"
  25 #include "xfs_da_format.h"
  26 #include "xfs_da_btree.h"
  27 #include "xfs_inode.h"
  28 #include "xfs_trans.h"
  29 #include "xfs_inode_item.h"
  30 #include "xfs_bmap.h"
  31 #include "xfs_bmap_util.h"
  32 #include "xfs_error.h"
  33 #include "xfs_dir2.h"
  34 #include "xfs_dir2_priv.h"
  35 #include "xfs_ioctl.h"
  36 #include "xfs_trace.h"
  37 #include "xfs_log.h"
  38 #include "xfs_icache.h"
  39 #include "xfs_pnfs.h"
  40 #include "xfs_iomap.h"
  41 #include "xfs_reflink.h"
  42
  43 #include <linux/dcache.h>
  44 #include <linux/falloc.h>
  45 #include <linux/pagevec.h>
  46 #include <linux/backing-dev.h>
  47 #include <linux/mman.h>
  48
  49 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops;
  50
  51 /*
  52  * Clear the specified ranges to zero through either the pagecache or DAX.
  53  * Holes and unwritten extents will be left as-is as they already are zeroed.
  54  */
  55 int
  56 xfs_zero_range(
  57         struct xfs_inode        *ip,
  58         xfs_off_t               pos,
  59         xfs_off_t               count,
  60         bool                    *did_zero)
  61 {
  62         return iomap_zero_range(VFS_I(ip), pos, count, did_zero, &xfs_iomap_ops);
  63 }
  64
  65 int
  66 xfs_update_prealloc_flags(
  67         struct xfs_inode        *ip,
  68         enum xfs_prealloc_flags flags)
  69 {
  70         struct xfs_trans        *tp;
  71         int                     error;
  72
  73         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_writeid,
  74                         0, 0, 0, &tp);
  75         if (error)
  76                 return error;
  77
  78         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
  79         xfs_trans_ijoin(tp, ip, XFS_ILOCK_EXCL);
  80
  81         if (!(flags & XFS_PREALLOC_INVISIBLE)) {
  82                 VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISUID;
  83                 if (VFS_I(ip)->i_mode & S_IXGRP)
  84                         VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISGID;
  85                 xfs_trans_ichgtime(tp, ip, XFS_ICHGTIME_MOD | XFS_ICHGTIME_CHG);
  86         }
  87
  88         if (flags & XFS_PREALLOC_SET)
  89                 ip->i_d.di_flags |= XFS_DIFLAG_PREALLOC;
  90         if (flags & XFS_PREALLOC_CLEAR)
  91                 ip->i_d.di_flags &= ~XFS_DIFLAG_PREALLOC;
  92
  93         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
  94         if (flags & XFS_PREALLOC_SYNC)
  95                 xfs_trans_set_sync(tp);
  96         return xfs_trans_commit(tp);
  97 }
  98
  99 /*
 100  * Fsync operations on directories are much simpler than on regular files,
 101  * as there is no file data to flush, and thus also no need for explicit
 102  * cache flush operations, and there are no non-transaction metadata updates
 103  * on directories either.
 104  */
 105 STATIC int
 106 xfs_dir_fsync(
 107         struct file             *file,
 108         loff_t                  start,
 109         loff_t                  end,
 110         int                     datasync)
 111 {
 112         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
 113         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 114         xfs_lsn_t               lsn = 0;
 115
 116         trace_xfs_dir_fsync(ip);
 117
 118         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 119         if (xfs_ipincount(ip))
 120                 lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
 121         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 122
 123         if (!lsn)
 124                 return 0;
 125         return _xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, NULL);
 126 }
 127
 128 STATIC int
 129 xfs_file_fsync(
 130         struct file             *file,
 131         loff_t                  start,
 132         loff_t                  end,
 133         int                     datasync)
 134 {
 135         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 136         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 137         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 138         int                     error = 0;
 139         int                     log_flushed = 0;
 140         xfs_lsn_t               lsn = 0;
 141
 142         trace_xfs_file_fsync(ip);
 143
 144         error = file_write_and_wait_range(file, start, end);
 145         if (error)
 146                 return error;
 147
 148         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 149                 return -EIO;
 150
 151         xfs_iflags_clear(ip, XFS_ITRUNCATED);
 152
 153         /*
 154          * If we have an RT and/or log subvolume we need to make sure to flush
 155          * the write cache the device used for file data first.  This is to
 156          * ensure newly written file data make it to disk before logging the new
 157          * inode size in case of an extending write.
 158          */
 159         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
 160                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_rtdev_targp);
 161         else if (mp->m_logdev_targp != mp->m_ddev_targp)
 162                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
 163
 164         /*
 165          * All metadata updates are logged, which means that we just have to
 166          * flush the log up to the latest LSN that touched the inode. If we have
 167          * concurrent fsync/fdatasync() calls, we need them to all block on the
 168          * log force before we clear the ili_fsync_fields field. This ensures
 169          * that we don't get a racing sync operation that does not wait for the
 170          * metadata to hit the journal before returning. If we race with
 171          * clearing the ili_fsync_fields, then all that will happen is the log
 172          * force will do nothing as the lsn will already be on disk. We can't
 173          * race with setting ili_fsync_fields because that is done under
 174          * XFS_ILOCK_EXCL, and that can't happen because we hold the lock shared
 175          * until after the ili_fsync_fields is cleared.
 176          */
 177         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 178         if (xfs_ipincount(ip)) {
 179                 if (!datasync ||
 180                     (ip->i_itemp->ili_fsync_fields & ~XFS_ILOG_TIMESTAMP))
 181                         lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
 182         }
 183
 184         if (lsn) {
 185                 error = _xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, &log_flushed);
 186                 ip->i_itemp->ili_fsync_fields = 0;
 187         }
 188         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 189
 190         /*
 191          * If we only have a single device, and the log force about was
 192          * a no-op we might have to flush the data device cache here.
 193          * This can only happen for fdatasync/O_DSYNC if we were overwriting
 194          * an already allocated file and thus do not have any metadata to
 195          * commit.
 196          */
 197         if (!log_flushed && !XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) &&
 198             mp->m_logdev_targp == mp->m_ddev_targp)
 199                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
 200
 201         return error;
 202 }
 203
 204 STATIC ssize_t
 205 xfs_file_dio_aio_read(
 206         struct kiocb            *iocb,
 207         struct iov_iter         *to)
 208 {
 209         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 210         size_t                  count = iov_iter_count(to);
 211         ssize_t                 ret;
 212
 213         trace_xfs_file_direct_read(ip, count, iocb->ki_pos);
 214
 215         if (!count)
 216                 return 0; /* skip atime */
 217
 218         file_accessed(iocb->ki_filp);
 219
 220         xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 221         ret = iomap_dio_rw(iocb, to, &xfs_iomap_ops, NULL);
 222         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 223
 224         return ret;
 225 }
 226
 227 static noinline ssize_t
 228 xfs_file_dax_read(
 229         struct kiocb            *iocb,
 230         struct iov_iter         *to)
 231 {
 232         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(iocb->ki_filp->f_mapping->host);
 233         size_t                  count = iov_iter_count(to);
 234         ssize_t                 ret = 0;
 235
 236         trace_xfs_file_dax_read(ip, count, iocb->ki_pos);
 237
 238         if (!count)
 239                 return 0; /* skip atime */
 240
 241         if (!xfs_ilock_nowait(ip, XFS_IOLOCK_SHARED)) {
 242                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 243                         return -EAGAIN;
 244                 xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 245         }
 246         ret = dax_iomap_rw(iocb, to, &xfs_iomap_ops);
 247         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 248
 249         file_accessed(iocb->ki_filp);
 250         return ret;
 251 }
 252
 253 STATIC ssize_t
 254 xfs_file_buffered_aio_read(
 255         struct kiocb            *iocb,
 256         struct iov_iter         *to)
 257 {
 258         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 259         ssize_t                 ret;
 260
 261         trace_xfs_file_buffered_read(ip, iov_iter_count(to), iocb->ki_pos);
 262
 263         if (!xfs_ilock_nowait(ip, XFS_IOLOCK_SHARED)) {
 264                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 265                         return -EAGAIN;
 266                 xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 267         }
 268         ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
 269         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 270
 271         return ret;
 272 }
 273
 274 STATIC ssize_t
 275 xfs_file_read_iter(
 276         struct kiocb            *iocb,
 277         struct iov_iter         *to)
 278 {
 279         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 280         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(inode)->i_mount;
 281         ssize_t                 ret = 0;
 282
 283         XFS_STATS_INC(mp, xs_read_calls);
 284
 285         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 286                 return -EIO;
 287
 288         if (IS_DAX(inode))
 289                 ret = xfs_file_dax_read(iocb, to);
 290         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)
 291                 ret = xfs_file_dio_aio_read(iocb, to);
 292         else
 293                 ret = xfs_file_buffered_aio_read(iocb, to);
 294
 295         if (ret > 0)
 296                 XFS_STATS_ADD(mp, xs_read_bytes, ret);
 297         return ret;
 298 }
 299
 300 /*
 301  * Zero any on disk space between the current EOF and the new, larger EOF.
 302  *
 303  * This handles the normal case of zeroing the remainder of the last block in
 304  * the file and the unusual case of zeroing blocks out beyond the size of the
 305  * file.  This second case only happens with fixed size extents and when the
 306  * system crashes before the inode size was updated but after blocks were
 307  * allocated.
 308  *
 309  * Expects the iolock to be held exclusive, and will take the ilock internally.
 310  */
 311 int                                     /* error (positive) */
 312 xfs_zero_eof(
 313         struct xfs_inode        *ip,
 314         xfs_off_t               offset,         /* starting I/O offset */
 315         xfs_fsize_t             isize,          /* current inode size */
 316         bool                    *did_zeroing)
 317 {
 318         ASSERT(xfs_isilocked(ip, XFS_IOLOCK_EXCL));
 319         ASSERT(offset > isize);
 320
 321         trace_xfs_zero_eof(ip, isize, offset - isize);
 322         return xfs_zero_range(ip, isize, offset - isize, did_zeroing);
 323 }
 324
 325 /*
 326  * Common pre-write limit and setup checks.
 327  *
 328  * Called with the iolocked held either shared and exclusive according to
 329  * @iolock, and returns with it held.  Might upgrade the iolock to exclusive
 330  * if called for a direct write beyond i_size.
 331  */
 332 STATIC ssize_t
 333 xfs_file_aio_write_checks(
 334         struct kiocb            *iocb,
 335         struct iov_iter         *from,
 336         int                     *iolock)
 337 {
 338         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 339         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 340         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 341         ssize_t                 error = 0;
 342         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 343         bool                    drained_dio = false;
 344
 345 restart:
 346         error = generic_write_checks(iocb, from);
 347         if (error <= 0)
 348                 return error;
 349
 350         error = xfs_break_layouts(inode, iolock);
 351         if (error)
 352                 return error;
 353
 354         /*
 355          * For changing security info in file_remove_privs() we need i_rwsem
 356          * exclusively.
 357          */
 358         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED && !IS_NOSEC(inode)) {
 359                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
 360                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 361                 xfs_ilock(ip, *iolock);
 362                 goto restart;
 363         }
 364         /*
 365          * If the offset is beyond the size of the file, we need to zero any
 366          * blocks that fall between the existing EOF and the start of this
 367          * write.  If zeroing is needed and we are currently holding the
 368          * iolock shared, we need to update it to exclusive which implies
 369          * having to redo all checks before.
 370          *
 371          * We need to serialise against EOF updates that occur in IO
 372          * completions here. We want to make sure that nobody is changing the
 373          * size while we do this check until we have placed an IO barrier (i.e.
 374          * hold the XFS_IOLOCK_EXCL) that prevents new IO from being dispatched.
 375          * The spinlock effectively forms a memory barrier once we have the
 376          * XFS_IOLOCK_EXCL so we are guaranteed to see the latest EOF value
 377          * and hence be able to correctly determine if we need to run zeroing.
 378          */
 379         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 380         if (iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
 381                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 382                 if (!drained_dio) {
 383                         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
 384                                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
 385                                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 386                                 xfs_ilock(ip, *iolock);
 387                                 iov_iter_reexpand(from, count);
 388                         }
 389                         /*
 390                          * We now have an IO submission barrier in place, but
 391                          * AIO can do EOF updates during IO completion and hence
 392                          * we now need to wait for all of them to drain. Non-AIO
 393                          * DIO will have drained before we are given the
 394                          * XFS_IOLOCK_EXCL, and so for most cases this wait is a
 395                          * no-op.
 396                          */
 397                         inode_dio_wait(inode);
 398                         drained_dio = true;
 399                         goto restart;
 400                 }
 401                 error = xfs_zero_eof(ip, iocb->ki_pos, i_size_read(inode), NULL);
 402                 if (error)
 403                         return error;
 404         } else
 405                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 406
 407         /*
 408          * Updating the timestamps will grab the ilock again from
 409          * xfs_fs_dirty_inode, so we have to call it after dropping the
 410          * lock above.  Eventually we should look into a way to avoid
 411          * the pointless lock roundtrip.
 412          */
 413         if (likely(!(file->f_mode & FMODE_NOCMTIME))) {
 414                 error = file_update_time(file);
 415                 if (error)
 416                         return error;
 417         }
 418
 419         /*
 420          * If we're writing the file then make sure to clear the setuid and
 421          * setgid bits if the process is not being run by root.  This keeps
 422          * people from modifying setuid and setgid binaries.
 423          */
 424         if (!IS_NOSEC(inode))
 425                 return file_remove_privs(file);
 426         return 0;
 427 }
 428
 429 static int
 430 xfs_dio_write_end_io(
 431         struct kiocb            *iocb,
 432         ssize_t                 size,
 433         unsigned                flags)
 434 {
 435         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 436         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 437         loff_t                  offset = iocb->ki_pos;
 438         int                     error = 0;
 439
 440         trace_xfs_end_io_direct_write(ip, offset, size);
 441
 442         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 443                 return -EIO;
 444
 445         if (size <= 0)
 446                 return size;
 447
 448         if (flags & IOMAP_DIO_COW) {
 449                 error = xfs_reflink_end_cow(ip, offset, size);
 450                 if (error)
 451                         return error;
 452         }
 453
 454         /*
 455          * Unwritten conversion updates the in-core isize after extent
 456          * conversion but before updating the on-disk size. Updating isize any
 457          * earlier allows a racing dio read to find unwritten extents before
 458          * they are converted.
 459          */
 460         if (flags & IOMAP_DIO_UNWRITTEN)
 461                 return xfs_iomap_write_unwritten(ip, offset, size, true);
 462
 463         /*
 464          * We need to update the in-core inode size here so that we don't end up
 465          * with the on-disk inode size being outside the in-core inode size. We
 466          * have no other method of updating EOF for AIO, so always do it here
 467          * if necessary.
 468          *
 469          * We need to lock the test/set EOF update as we can be racing with
 470          * other IO completions here to update the EOF. Failing to serialise
 471          * here can result in EOF moving backwards and Bad Things Happen when
 472          * that occurs.
 473          */
 474         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 475         if (offset + size > i_size_read(inode)) {
 476                 i_size_write(inode, offset + size);
 477                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 478                 error = xfs_setfilesize(ip, offset, size);
 479         } else {
 480                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 481         }
 482
 483         return error;
 484 }
 485
 486 /*
 487  * xfs_file_dio_aio_write - handle direct IO writes
 488  *
 489  * Lock the inode appropriately to prepare for and issue a direct IO write.
 490  * By separating it from the buffered write path we remove all the tricky to
 491  * follow locking changes and looping.
 492  *
 493  * If there are cached pages or we're extending the file, we need IOLOCK_EXCL
 494  * until we're sure the bytes at the new EOF have been zeroed and/or the cached
 495  * pages are flushed out.
 496  *
 497  * In most cases the direct IO writes will be done holding IOLOCK_SHARED
 498  * allowing them to be done in parallel with reads and other direct IO writes.
 499  * However, if the IO is not aligned to filesystem blocks, the direct IO layer
 500  * needs to do sub-block zeroing and that requires serialisation against other
 501  * direct IOs to the same block. In this case we need to serialise the
 502  * submission of the unaligned IOs so that we don't get racing block zeroing in
 503  * the dio layer.  To avoid the problem with aio, we also need to wait for
 504  * outstanding IOs to complete so that unwritten extent conversion is completed
 505  * before we try to map the overlapping block. This is currently implemented by
 506  * hitting it with a big hammer (i.e. inode_dio_wait()).
 507  *
 508  * Returns with locks held indicated by @iolock and errors indicated by
 509  * negative return values.
 510  */
 511 STATIC ssize_t
 512 xfs_file_dio_aio_write(
 513         struct kiocb            *iocb,
 514         struct iov_iter         *from)
 515 {
 516         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 517         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 518         struct inode            *inode = mapping->host;
 519         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 520         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 521         ssize_t                 ret = 0;
 522         int                     unaligned_io = 0;
 523         int                     iolock;
 524         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 525         struct xfs_buftarg      *target = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) ?
 526                                         mp->m_rtdev_targp : mp->m_ddev_targp;
 527
 528         /* DIO must be aligned to device logical sector size */
 529         if ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask)
 530                 return -EINVAL;
 531
 532         /*
 533          * Don't take the exclusive iolock here unless the I/O is unaligned to
 534          * the file system block size.  We don't need to consider the EOF
 535          * extension case here because xfs_file_aio_write_checks() will relock
 536          * the inode as necessary for EOF zeroing cases and fill out the new
 537          * inode size as appropriate.
 538          */
 539         if ((iocb->ki_pos & mp->m_blockmask) ||
 540             ((iocb->ki_pos + count) & mp->m_blockmask)) {
 541                 unaligned_io = 1;
 542
 543                 /*
 544                  * We can't properly handle unaligned direct I/O to reflink
 545                  * files yet, as we can't unshare a partial block.
 546                  */
 547                 if (xfs_is_reflink_inode(ip)) {
 548                         trace_xfs_reflink_bounce_dio_write(ip, iocb->ki_pos, count);
 549                         return -EREMCHG;
 550                 }
 551                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 552         } else {
 553                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 554         }
 555
 556         if (!xfs_ilock_nowait(ip, iolock)) {
 557                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 558                         return -EAGAIN;
 559                 xfs_ilock(ip, iolock);
 560         }
 561
 562         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 563         if (ret)
 564                 goto out;
 565         count = iov_iter_count(from);
 566
 567         /*
 568          * If we are doing unaligned IO, wait for all other IO to drain,
 569          * otherwise demote the lock if we had to take the exclusive lock
 570          * for other reasons in xfs_file_aio_write_checks.
 571          */
 572         if (unaligned_io) {
 573                 /* If we are going to wait for other DIO to finish, bail */
 574                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 575                         if (atomic_read(&inode->i_dio_count))
 576                                 return -EAGAIN;
 577                 } else {
 578                         inode_dio_wait(inode);
 579                 }
 580         } else if (iolock == XFS_IOLOCK_EXCL) {
 581                 xfs_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 582                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 583         }
 584
 585         trace_xfs_file_direct_write(ip, count, iocb->ki_pos);
 586         ret = iomap_dio_rw(iocb, from, &xfs_iomap_ops, xfs_dio_write_end_io);
 587 out:
 588         xfs_iunlock(ip, iolock);
 589
 590         /*
 591          * No fallback to buffered IO on errors for XFS, direct IO will either
 592          * complete fully or fail.
 593          */
 594         ASSERT(ret < 0 || ret == count);
 595         return ret;
 596 }
 597
 598 static noinline ssize_t
 599 xfs_file_dax_write(
 600         struct kiocb            *iocb,
 601         struct iov_iter         *from)
 602 {
 603         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 604         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 605         int                     iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 606         ssize_t                 ret, error = 0;
 607         size_t                  count;
 608         loff_t                  pos;
 609
 610         if (!xfs_ilock_nowait(ip, iolock)) {
 611                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 612                         return -EAGAIN;
 613                 xfs_ilock(ip, iolock);
 614         }
 615
 616         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 617         if (ret)
 618                 goto out;
 619
 620         pos = iocb->ki_pos;
 621         count = iov_iter_count(from);
 622
 623         trace_xfs_file_dax_write(ip, count, pos);
 624         ret = dax_iomap_rw(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
 625         if (ret > 0 && iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
 626                 i_size_write(inode, iocb->ki_pos);
 627                 error = xfs_setfilesize(ip, pos, ret);
 628         }
 629 out:
 630         xfs_iunlock(ip, iolock);
 631         return error ? error : ret;
 632 }
 633
 634 STATIC ssize_t
 635 xfs_file_buffered_aio_write(
 636         struct kiocb            *iocb,
 637         struct iov_iter         *from)
 638 {
 639         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 640         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 641         struct inode            *inode = mapping->host;
 642         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 643         ssize_t                 ret;
 644         int                     enospc = 0;
 645         int                     iolock;
 646
 647         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 648                 return -EOPNOTSUPP;
 649
 650 write_retry:
 651         iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 652         xfs_ilock(ip, iolock);
 653
 654         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 655         if (ret)
 656                 goto out;
 657
 658         /* We can write back this queue in page reclaim */
 659         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
 660
 661         trace_xfs_file_buffered_write(ip, iov_iter_count(from), iocb->ki_pos);
 662         ret = iomap_file_buffered_write(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
 663         if (likely(ret >= 0))
 664                 iocb->ki_pos += ret;
 665
 666         /*
 667          * If we hit a space limit, try to free up some lingering preallocated
 668          * space before returning an error. In the case of ENOSPC, first try to
 669          * write back all dirty inodes to free up some of the excess reserved
 670          * metadata space. This reduces the chances that the eofblocks scan
 671          * waits on dirty mappings. Since xfs_flush_inodes() is serialized, this
 672          * also behaves as a filter to prevent too many eofblocks scans from
 673          * running at the same time.
 674          */
 675         if (ret == -EDQUOT && !enospc) {
 676                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 677                 enospc = xfs_inode_free_quota_eofblocks(ip);
 678                 if (enospc)
 679                         goto write_retry;
 680                 enospc = xfs_inode_free_quota_cowblocks(ip);
 681                 if (enospc)
 682                         goto write_retry;
 683                 iolock = 0;
 684         } else if (ret == -ENOSPC && !enospc) {
 685                 struct xfs_eofblocks eofb = {0};
 686
 687                 enospc = 1;
 688                 xfs_flush_inodes(ip->i_mount);
 689
 690                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 691                 eofb.eof_flags = XFS_EOF_FLAGS_SYNC;
 692                 xfs_icache_free_eofblocks(ip->i_mount, &eofb);
 693                 xfs_icache_free_cowblocks(ip->i_mount, &eofb);
 694                 goto write_retry;
 695         }
 696
 697         current->backing_dev_info = NULL;
 698 out:
 699         if (iolock)
 700                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 701         return ret;
 702 }
 703
 704 STATIC ssize_t
 705 xfs_file_write_iter(
 706         struct kiocb            *iocb,
 707         struct iov_iter         *from)
 708 {
 709         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 710         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 711         struct inode            *inode = mapping->host;
 712         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 713         ssize_t                 ret;
 714         size_t                  ocount = iov_iter_count(from);
 715
 716         XFS_STATS_INC(ip->i_mount, xs_write_calls);
 717
 718         if (ocount == 0)
 719                 return 0;
 720
 721         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 722                 return -EIO;
 723
 724         if (IS_DAX(inode))
 725                 ret = xfs_file_dax_write(iocb, from);
 726         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
 727                 /*
 728                  * Allow a directio write to fall back to a buffered
 729                  * write *only* in the case that we're doing a reflink
 730                  * CoW.  In all other directio scenarios we do not
 731                  * allow an operation to fall back to buffered mode.
 732                  */
 733                 ret = xfs_file_dio_aio_write(iocb, from);
 734                 if (ret == -EREMCHG)
 735                         goto buffered;
 736         } else {
 737 buffered:
 738                 ret = xfs_file_buffered_aio_write(iocb, from);
 739         }
 740
 741         if (ret > 0) {
 742                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 743
 744                 /* Handle various SYNC-type writes */
 745                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 746         }
 747         return ret;
 748 }
 749
 750 #define XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED                                         \
 751                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
 752                  FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |      \
 753                  FALLOC_FL_INSERT_RANGE | FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE)
 754
 755 STATIC long
 756 xfs_file_fallocate(
 757         struct file             *file,
 758         int                     mode,
 759         loff_t                  offset,
 760         loff_t                  len)
 761 {
 762         struct inode            *inode = file_inode(file);
 763         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 764         long                    error;
 765         enum xfs_prealloc_flags flags = 0;
 766         uint                    iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 767         loff_t                  new_size = 0;
 768         bool                    do_file_insert = 0;
 769
 770         if (!S_ISREG(inode->i_mode))
 771                 return -EINVAL;
 772         if (mode & ~XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED)
 773                 return -EOPNOTSUPP;
 774
 775         xfs_ilock(ip, iolock);
 776         error = xfs_break_layouts(inode, &iolock);
 777         if (error)
 778                 goto out_unlock;
 779
 780         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 781         iolock |= XFS_MMAPLOCK_EXCL;
 782
 783         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE) {
 784                 error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
 785                 if (error)
 786                         goto out_unlock;
 787         } else if (mode & FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE) {
 788                 unsigned int blksize_mask = i_blocksize(inode) - 1;
 789
 790                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
 791                         error = -EINVAL;
 792                         goto out_unlock;
 793                 }
 794
 795                 /*
 796                  * There is no need to overlap collapse range with EOF,
 797                  * in which case it is effectively a truncate operation
 798                  */
 799                 if (offset + len >= i_size_read(inode)) {
 800                         error = -EINVAL;
 801                         goto out_unlock;
 802                 }
 803
 804                 new_size = i_size_read(inode) - len;
 805
 806                 error = xfs_collapse_file_space(ip, offset, len);
 807                 if (error)
 808                         goto out_unlock;
 809         } else if (mode & FALLOC_FL_INSERT_RANGE) {
 810                 unsigned int blksize_mask = i_blocksize(inode) - 1;
 811
 812                 new_size = i_size_read(inode) + len;
 813                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
 814                         error = -EINVAL;
 815                         goto out_unlock;
 816                 }
 817
 818                 /* check the new inode size does not wrap through zero */
 819                 if (new_size > inode->i_sb->s_maxbytes) {
 820                         error = -EFBIG;
 821                         goto out_unlock;
 822                 }
 823
 824                 /* Offset should be less than i_size */
 825                 if (offset >= i_size_read(inode)) {
 826                         error = -EINVAL;
 827                         goto out_unlock;
 828                 }
 829                 do_file_insert = 1;
 830         } else {
 831                 flags |= XFS_PREALLOC_SET;
 832
 833                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
 834                     offset + len > i_size_read(inode)) {
 835                         new_size = offset + len;
 836                         error = inode_newsize_ok(inode, new_size);
 837                         if (error)
 838                                 goto out_unlock;
 839                 }
 840
 841                 if (mode & FALLOC_FL_ZERO_RANGE)
 842                         error = xfs_zero_file_space(ip, offset, len);
 843                 else {
 844                         if (mode & FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE) {
 845                                 error = xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
 846                                 if (error)
 847                                         goto out_unlock;
 848                         }
 849                         error = xfs_alloc_file_space(ip, offset, len,
 850                                                      XFS_BMAPI_PREALLOC);
 851                 }
 852                 if (error)
 853                         goto out_unlock;
 854         }
 855
 856         if (file->f_flags & O_DSYNC)
 857                 flags |= XFS_PREALLOC_SYNC;
 858
 859         error = xfs_update_prealloc_flags(ip, flags);
 860         if (error)
 861                 goto out_unlock;
 862
 863         /* Change file size if needed */
 864         if (new_size) {
 865                 struct iattr iattr;
 866
 867                 iattr.ia_valid = ATTR_SIZE;
 868                 iattr.ia_size = new_size;
 869                 error = xfs_vn_setattr_size(file_dentry(file), &iattr);
 870                 if (error)
 871                         goto out_unlock;
 872         }
 873
 874         /*
 875          * Perform hole insertion now that the file size has been
 876          * updated so that if we crash during the operation we don't
 877          * leave shifted extents past EOF and hence losing access to
 878          * the data that is contained within them.
 879          */
 880         if (do_file_insert)
 881                 error = xfs_insert_file_space(ip, offset, len);
 882
 883 out_unlock:
 884         xfs_iunlock(ip, iolock);
 885         return error;
 886 }
 887
 888 STATIC int
 889 xfs_file_clone_range(
 890         struct file     *file_in,
 891         loff_t          pos_in,
 892         struct file     *file_out,
 893         loff_t          pos_out,
 894         u64             len)
 895 {
 896         return xfs_reflink_remap_range(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
 897                                      len, false);
 898 }
 899
 900 STATIC ssize_t
 901 xfs_file_dedupe_range(
 902         struct file     *src_file,
 903         u64             loff,
 904         u64             len,
 905         struct file     *dst_file,
 906         u64             dst_loff)
 907 {
 908         int             error;
 909
 910         error = xfs_reflink_remap_range(src_file, loff, dst_file, dst_loff,
 911                                      len, true);
 912         if (error)
 913                 return error;
 914         return len;
 915 }
 916
 917 STATIC int
 918 xfs_file_open(
 919         struct inode    *inode,
 920         struct file     *file)
 921 {
 922         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE) && i_size_read(inode) > MAX_NON_LFS)
 923                 return -EFBIG;
 924         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_M(inode->i_sb)))
 925                 return -EIO;
 926         file->f_mode |= FMODE_NOWAIT;
 927         return 0;
 928 }
 929
 930 STATIC int
 931 xfs_dir_open(
 932         struct inode    *inode,
 933         struct file     *file)
 934 {
 935         struct xfs_inode *ip = XFS_I(inode);
 936         int             mode;
 937         int             error;
 938
 939         error = xfs_file_open(inode, file);
 940         if (error)
 941                 return error;
 942
 943         /*
 944          * If there are any blocks, read-ahead block 0 as we're almost
 945          * certain to have the next operation be a read there.
 946          */
 947         mode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
 948         if (ip->i_d.di_nextents > 0)
 949                 error = xfs_dir3_data_readahead(ip, 0, -1);
 950         xfs_iunlock(ip, mode);
 951         return error;
 952 }
 953
 954 STATIC int
 955 xfs_file_release(
 956         struct inode    *inode,
 957         struct file     *filp)
 958 {
 959         return xfs_release(XFS_I(inode));
 960 }
 961
 962 STATIC int
 963 xfs_file_readdir(
 964         struct file     *file,
 965         struct dir_context *ctx)
 966 {
 967         struct inode    *inode = file_inode(file);
 968         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
 969         size_t          bufsize;
 970
 971         /*
 972          * The Linux API doesn't pass down the total size of the buffer
 973          * we read into down to the filesystem.  With the filldir concept
 974          * it's not needed for correct information, but the XFS dir2 leaf
 975          * code wants an estimate of the buffer size to calculate it's
 976          * readahead window and size the buffers used for mapping to
 977          * physical blocks.
 978          *
 979          * Try to give it an estimate that's good enough, maybe at some
 980          * point we can change the ->readdir prototype to include the
 981          * buffer size.  For now we use the current glibc buffer size.
 982          */
 983         bufsize = (size_t)min_t(loff_t, 32768, ip->i_d.di_size);
 984
 985         return xfs_readdir(NULL, ip, ctx, bufsize);
 986 }
 987
 988 STATIC loff_t
 989 xfs_file_llseek(
 990         struct file     *file,
 991         loff_t          offset,
 992         int             whence)
 993 {
 994         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 995
 996         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_I(inode)->i_mount))
 997                 return -EIO;
 998
 999         switch (whence) {
1000         default:
1001                 return generic_file_llseek(file, offset, whence);
1002         case SEEK_HOLE:
1003                 offset = iomap_seek_hole(inode, offset, &xfs_iomap_ops);
1004                 break;
1005         case SEEK_DATA:
1006                 offset = iomap_seek_data(inode, offset, &xfs_iomap_ops);
1007                 break;
1008         }
1009
1010         if (offset < 0)
1011                 return offset;
1012         return vfs_setpos(file, offset, inode->i_sb->s_maxbytes);
1013 }
1014
1015 /*
1016  * Locking for serialisation of IO during page faults. This results in a lock
1017  * ordering of:
1018  *
1019  * mmap_sem (MM)
1020  *   sb_start_pagefault(vfs, freeze)
1021  *     i_mmaplock (XFS - truncate serialisation)
1022  *       page_lock (MM)
1023  *         i_lock (XFS - extent map serialisation)
1024  */
1025 static int
1026 __xfs_filemap_fault(
1027         struct vm_fault         *vmf,
1028         enum page_entry_size    pe_size,
1029         bool                    write_fault)
1030 {
1031         struct inode            *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1032         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1033         int                     ret;
1034
1035         trace_xfs_filemap_fault(ip, pe_size, write_fault);
1036
1037         if (write_fault) {
1038                 sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1039                 file_update_time(vmf->vma->vm_file);
1040         }
1041
1042         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1043         if (IS_DAX(inode)) {
1044                 pfn_t pfn;
1045
1046                 ret = dax_iomap_fault(vmf, pe_size, &pfn, &xfs_iomap_ops);
1047                 if (ret & VM_FAULT_NEEDDSYNC)
1048                         ret = dax_finish_sync_fault(vmf, pe_size, pfn);
1049         } else {
1050                 if (write_fault)
1051                         ret = iomap_page_mkwrite(vmf, &xfs_iomap_ops);
1052                 else
1053                         ret = filemap_fault(vmf);
1054         }
1055         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1056
1057         if (write_fault)
1058                 sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1059         return ret;
1060 }
1061
1062 static int
1063 xfs_filemap_fault(
1064         struct vm_fault         *vmf)
1065 {
1066         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1067         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE,
1068                         IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)) &&
1069                         (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE));
1070 }
1071
1072 static int
1073 xfs_filemap_huge_fault(
1074         struct vm_fault         *vmf,
1075         enum page_entry_size    pe_size)
1076 {
1077         if (!IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)))
1078                 return VM_FAULT_FALLBACK;
1079
1080         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1081         return __xfs_filemap_fault(vmf, pe_size,
1082                         (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE));
1083 }
1084
1085 static int
1086 xfs_filemap_page_mkwrite(
1087         struct vm_fault         *vmf)
1088 {
1089         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
1090 }
1091
1092 /*
1093  * pfn_mkwrite was originally intended to ensure we capture time stamp updates
1094  * on write faults. In reality, it needs to serialise against truncate and
1095  * prepare memory for writing so handle is as standard write fault.
1096  */
1097 static int
1098 xfs_filemap_pfn_mkwrite(
1099         struct vm_fault         *vmf)
1100 {
1101
1102         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
1103 }
1104
1105 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops = {
1106         .fault          = xfs_filemap_fault,
1107         .huge_fault     = xfs_filemap_huge_fault,
1108         .map_pages      = filemap_map_pages,
1109         .page_mkwrite   = xfs_filemap_page_mkwrite,
1110         .pfn_mkwrite    = xfs_filemap_pfn_mkwrite,
1111 };
1112
1113 STATIC int
1114 xfs_file_mmap(
1115         struct file     *filp,
1116         struct vm_area_struct *vma)
1117 {
1118         /*
1119          * We don't support synchronous mappings for non-DAX files. At least
1120          * until someone comes with a sensible use case.
1121          */
1122         if (!IS_DAX(file_inode(filp)) && (vma->vm_flags & VM_SYNC))
1123                 return -EOPNOTSUPP;
1124
1125         file_accessed(filp);
1126         vma->vm_ops = &xfs_file_vm_ops;
1127         if (IS_DAX(file_inode(filp)))
1128                 vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP | VM_HUGEPAGE;
1129         return 0;
1130 }
1131
1132 const struct file_operations xfs_file_operations = {
1133         .llseek         = xfs_file_llseek,
1134         .read_iter      = xfs_file_read_iter,
1135         .write_iter     = xfs_file_write_iter,
1136         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1137         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1138         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1139 #ifdef CONFIG_COMPAT
1140         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1141 #endif
1142         .mmap           = xfs_file_mmap,
1143         .mmap_supported_flags = MAP_SYNC,
1144         .open           = xfs_file_open,
1145         .release        = xfs_file_release,
1146         .fsync          = xfs_file_fsync,
1147         .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area,
1148         .fallocate      = xfs_file_fallocate,
1149         .clone_file_range = xfs_file_clone_range,
1150         .dedupe_file_range = xfs_file_dedupe_range,
1151 };
1152
1153 const struct file_operations xfs_dir_file_operations = {
1154         .open           = xfs_dir_open,
1155         .read           = generic_read_dir,
1156         .iterate_shared = xfs_file_readdir,
1157         .llseek         = generic_file_llseek,
1158         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1159 #ifdef CONFIG_COMPAT
1160         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1161 #endif
1162         .fsync          = xfs_dir_fsync,
1163 };