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