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 int
  52 xfs_update_prealloc_flags(
  53         struct xfs_inode        *ip,
  54         enum xfs_prealloc_flags flags)
  55 {
  56         struct xfs_trans        *tp;
  57         int                     error;
  58
  59         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_writeid,
  60                         0, 0, 0, &tp);
  61         if (error)
  62                 return error;
  63
  64         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
  65         xfs_trans_ijoin(tp, ip, XFS_ILOCK_EXCL);
  66
  67         if (!(flags & XFS_PREALLOC_INVISIBLE)) {
  68                 VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISUID;
  69                 if (VFS_I(ip)->i_mode & S_IXGRP)
  70                         VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISGID;
  71                 xfs_trans_ichgtime(tp, ip, XFS_ICHGTIME_MOD | XFS_ICHGTIME_CHG);
  72         }
  73
  74         if (flags & XFS_PREALLOC_SET)
  75                 ip->i_d.di_flags |= XFS_DIFLAG_PREALLOC;
  76         if (flags & XFS_PREALLOC_CLEAR)
  77                 ip->i_d.di_flags &= ~XFS_DIFLAG_PREALLOC;
  78
  79         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
  80         if (flags & XFS_PREALLOC_SYNC)
  81                 xfs_trans_set_sync(tp);
  82         return xfs_trans_commit(tp);
  83 }
  84
  85 /*
  86  * Fsync operations on directories are much simpler than on regular files,
  87  * as there is no file data to flush, and thus also no need for explicit
  88  * cache flush operations, and there are no non-transaction metadata updates
  89  * on directories either.
  90  */
  91 STATIC int
  92 xfs_dir_fsync(
  93         struct file             *file,
  94         loff_t                  start,
  95         loff_t                  end,
  96         int                     datasync)
  97 {
  98         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
  99         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 100         xfs_lsn_t               lsn = 0;
 101
 102         trace_xfs_dir_fsync(ip);
 103
 104         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 105         if (xfs_ipincount(ip))
 106                 lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
 107         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 108
 109         if (!lsn)
 110                 return 0;
 111         return xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, NULL);
 112 }
 113
 114 STATIC int
 115 xfs_file_fsync(
 116         struct file             *file,
 117         loff_t                  start,
 118         loff_t                  end,
 119         int                     datasync)
 120 {
 121         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 122         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 123         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 124         int                     error = 0;
 125         int                     log_flushed = 0;
 126         xfs_lsn_t               lsn = 0;
 127
 128         trace_xfs_file_fsync(ip);
 129
 130         error = file_write_and_wait_range(file, start, end);
 131         if (error)
 132                 return error;
 133
 134         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 135                 return -EIO;
 136
 137         xfs_iflags_clear(ip, XFS_ITRUNCATED);
 138
 139         /*
 140          * If we have an RT and/or log subvolume we need to make sure to flush
 141          * the write cache the device used for file data first.  This is to
 142          * ensure newly written file data make it to disk before logging the new
 143          * inode size in case of an extending write.
 144          */
 145         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
 146                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_rtdev_targp);
 147         else if (mp->m_logdev_targp != mp->m_ddev_targp)
 148                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
 149
 150         /*
 151          * All metadata updates are logged, which means that we just have to
 152          * flush the log up to the latest LSN that touched the inode. If we have
 153          * concurrent fsync/fdatasync() calls, we need them to all block on the
 154          * log force before we clear the ili_fsync_fields field. This ensures
 155          * that we don't get a racing sync operation that does not wait for the
 156          * metadata to hit the journal before returning. If we race with
 157          * clearing the ili_fsync_fields, then all that will happen is the log
 158          * force will do nothing as the lsn will already be on disk. We can't
 159          * race with setting ili_fsync_fields because that is done under
 160          * XFS_ILOCK_EXCL, and that can't happen because we hold the lock shared
 161          * until after the ili_fsync_fields is cleared.
 162          */
 163         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 164         if (xfs_ipincount(ip)) {
 165                 if (!datasync ||
 166                     (ip->i_itemp->ili_fsync_fields & ~XFS_ILOG_TIMESTAMP))
 167                         lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
 168         }
 169
 170         if (lsn) {
 171                 error = xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, &log_flushed);
 172                 ip->i_itemp->ili_fsync_fields = 0;
 173         }
 174         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 175
 176         /*
 177          * If we only have a single device, and the log force about was
 178          * a no-op we might have to flush the data device cache here.
 179          * This can only happen for fdatasync/O_DSYNC if we were overwriting
 180          * an already allocated file and thus do not have any metadata to
 181          * commit.
 182          */
 183         if (!log_flushed && !XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) &&
 184             mp->m_logdev_targp == mp->m_ddev_targp)
 185                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
 186
 187         return error;
 188 }
 189
 190 STATIC ssize_t
 191 xfs_file_dio_aio_read(
 192         struct kiocb            *iocb,
 193         struct iov_iter         *to)
 194 {
 195         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 196         size_t                  count = iov_iter_count(to);
 197         ssize_t                 ret;
 198
 199         trace_xfs_file_direct_read(ip, count, iocb->ki_pos);
 200
 201         if (!count)
 202                 return 0; /* skip atime */
 203
 204         file_accessed(iocb->ki_filp);
 205
 206         xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 207         ret = iomap_dio_rw(iocb, to, &xfs_iomap_ops, NULL);
 208         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 209
 210         return ret;
 211 }
 212
 213 static noinline ssize_t
 214 xfs_file_dax_read(
 215         struct kiocb            *iocb,
 216         struct iov_iter         *to)
 217 {
 218         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(iocb->ki_filp->f_mapping->host);
 219         size_t                  count = iov_iter_count(to);
 220         ssize_t                 ret = 0;
 221
 222         trace_xfs_file_dax_read(ip, count, iocb->ki_pos);
 223
 224         if (!count)
 225                 return 0; /* skip atime */
 226
 227         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 228                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, XFS_IOLOCK_SHARED))
 229                         return -EAGAIN;
 230         } else {
 231                 xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 232         }
 233
 234         ret = dax_iomap_rw(iocb, to, &xfs_iomap_ops);
 235         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 236
 237         file_accessed(iocb->ki_filp);
 238         return ret;
 239 }
 240
 241 STATIC ssize_t
 242 xfs_file_buffered_aio_read(
 243         struct kiocb            *iocb,
 244         struct iov_iter         *to)
 245 {
 246         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 247         ssize_t                 ret;
 248
 249         trace_xfs_file_buffered_read(ip, iov_iter_count(to), iocb->ki_pos);
 250
 251         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 252                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, XFS_IOLOCK_SHARED))
 253                         return -EAGAIN;
 254         } else {
 255                 xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 256         }
 257         ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
 258         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 259
 260         return ret;
 261 }
 262
 263 STATIC ssize_t
 264 xfs_file_read_iter(
 265         struct kiocb            *iocb,
 266         struct iov_iter         *to)
 267 {
 268         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 269         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(inode)->i_mount;
 270         ssize_t                 ret = 0;
 271
 272         XFS_STATS_INC(mp, xs_read_calls);
 273
 274         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 275                 return -EIO;
 276
 277         if (IS_DAX(inode))
 278                 ret = xfs_file_dax_read(iocb, to);
 279         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)
 280                 ret = xfs_file_dio_aio_read(iocb, to);
 281         else
 282                 ret = xfs_file_buffered_aio_read(iocb, to);
 283
 284         if (ret > 0)
 285                 XFS_STATS_ADD(mp, xs_read_bytes, ret);
 286         return ret;
 287 }
 288
 289 /*
 290  * Common pre-write limit and setup checks.
 291  *
 292  * Called with the iolocked held either shared and exclusive according to
 293  * @iolock, and returns with it held.  Might upgrade the iolock to exclusive
 294  * if called for a direct write beyond i_size.
 295  */
 296 STATIC ssize_t
 297 xfs_file_aio_write_checks(
 298         struct kiocb            *iocb,
 299         struct iov_iter         *from,
 300         int                     *iolock)
 301 {
 302         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 303         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 304         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 305         ssize_t                 error = 0;
 306         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 307         bool                    drained_dio = false;
 308         loff_t                  isize;
 309
 310 restart:
 311         error = generic_write_checks(iocb, from);
 312         if (error <= 0)
 313                 return error;
 314
 315         error = xfs_break_layouts(inode, iolock, BREAK_WRITE);
 316         if (error)
 317                 return error;
 318
 319         /*
 320          * For changing security info in file_remove_privs() we need i_rwsem
 321          * exclusively.
 322          */
 323         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED && !IS_NOSEC(inode)) {
 324                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
 325                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 326                 xfs_ilock(ip, *iolock);
 327                 goto restart;
 328         }
 329         /*
 330          * If the offset is beyond the size of the file, we need to zero any
 331          * blocks that fall between the existing EOF and the start of this
 332          * write.  If zeroing is needed and we are currently holding the
 333          * iolock shared, we need to update it to exclusive which implies
 334          * having to redo all checks before.
 335          *
 336          * We need to serialise against EOF updates that occur in IO
 337          * completions here. We want to make sure that nobody is changing the
 338          * size while we do this check until we have placed an IO barrier (i.e.
 339          * hold the XFS_IOLOCK_EXCL) that prevents new IO from being dispatched.
 340          * The spinlock effectively forms a memory barrier once we have the
 341          * XFS_IOLOCK_EXCL so we are guaranteed to see the latest EOF value
 342          * and hence be able to correctly determine if we need to run zeroing.
 343          */
 344         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 345         isize = i_size_read(inode);
 346         if (iocb->ki_pos > isize) {
 347                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 348                 if (!drained_dio) {
 349                         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
 350                                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
 351                                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 352                                 xfs_ilock(ip, *iolock);
 353                                 iov_iter_reexpand(from, count);
 354                         }
 355                         /*
 356                          * We now have an IO submission barrier in place, but
 357                          * AIO can do EOF updates during IO completion and hence
 358                          * we now need to wait for all of them to drain. Non-AIO
 359                          * DIO will have drained before we are given the
 360                          * XFS_IOLOCK_EXCL, and so for most cases this wait is a
 361                          * no-op.
 362                          */
 363                         inode_dio_wait(inode);
 364                         drained_dio = true;
 365                         goto restart;
 366                 }
 367
 368                 trace_xfs_zero_eof(ip, isize, iocb->ki_pos - isize);
 369                 error = iomap_zero_range(inode, isize, iocb->ki_pos - isize,
 370                                 NULL, &xfs_iomap_ops);
 371                 if (error)
 372                         return error;
 373         } else
 374                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 375
 376         /*
 377          * Updating the timestamps will grab the ilock again from
 378          * xfs_fs_dirty_inode, so we have to call it after dropping the
 379          * lock above.  Eventually we should look into a way to avoid
 380          * the pointless lock roundtrip.
 381          */
 382         if (likely(!(file->f_mode & FMODE_NOCMTIME))) {
 383                 error = file_update_time(file);
 384                 if (error)
 385                         return error;
 386         }
 387
 388         /*
 389          * If we're writing the file then make sure to clear the setuid and
 390          * setgid bits if the process is not being run by root.  This keeps
 391          * people from modifying setuid and setgid binaries.
 392          */
 393         if (!IS_NOSEC(inode))
 394                 return file_remove_privs(file);
 395         return 0;
 396 }
 397
 398 static int
 399 xfs_dio_write_end_io(
 400         struct kiocb            *iocb,
 401         ssize_t                 size,
 402         unsigned                flags)
 403 {
 404         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 405         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 406         loff_t                  offset = iocb->ki_pos;
 407         int                     error = 0;
 408
 409         trace_xfs_end_io_direct_write(ip, offset, size);
 410
 411         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 412                 return -EIO;
 413
 414         if (size <= 0)
 415                 return size;
 416
 417         /*
 418          * Capture amount written on completion as we can't reliably account
 419          * for it on submission.
 420          */
 421         XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, size);
 422
 423         if (flags & IOMAP_DIO_COW) {
 424                 error = xfs_reflink_end_cow(ip, offset, size);
 425                 if (error)
 426                         return error;
 427         }
 428
 429         /*
 430          * Unwritten conversion updates the in-core isize after extent
 431          * conversion but before updating the on-disk size. Updating isize any
 432          * earlier allows a racing dio read to find unwritten extents before
 433          * they are converted.
 434          */
 435         if (flags & IOMAP_DIO_UNWRITTEN)
 436                 return xfs_iomap_write_unwritten(ip, offset, size, true);
 437
 438         /*
 439          * We need to update the in-core inode size here so that we don't end up
 440          * with the on-disk inode size being outside the in-core inode size. We
 441          * have no other method of updating EOF for AIO, so always do it here
 442          * if necessary.
 443          *
 444          * We need to lock the test/set EOF update as we can be racing with
 445          * other IO completions here to update the EOF. Failing to serialise
 446          * here can result in EOF moving backwards and Bad Things Happen when
 447          * that occurs.
 448          */
 449         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 450         if (offset + size > i_size_read(inode)) {
 451                 i_size_write(inode, offset + size);
 452                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 453                 error = xfs_setfilesize(ip, offset, size);
 454         } else {
 455                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 456         }
 457
 458         return error;
 459 }
 460
 461 /*
 462  * xfs_file_dio_aio_write - handle direct IO writes
 463  *
 464  * Lock the inode appropriately to prepare for and issue a direct IO write.
 465  * By separating it from the buffered write path we remove all the tricky to
 466  * follow locking changes and looping.
 467  *
 468  * If there are cached pages or we're extending the file, we need IOLOCK_EXCL
 469  * until we're sure the bytes at the new EOF have been zeroed and/or the cached
 470  * pages are flushed out.
 471  *
 472  * In most cases the direct IO writes will be done holding IOLOCK_SHARED
 473  * allowing them to be done in parallel with reads and other direct IO writes.
 474  * However, if the IO is not aligned to filesystem blocks, the direct IO layer
 475  * needs to do sub-block zeroing and that requires serialisation against other
 476  * direct IOs to the same block. In this case we need to serialise the
 477  * submission of the unaligned IOs so that we don't get racing block zeroing in
 478  * the dio layer.  To avoid the problem with aio, we also need to wait for
 479  * outstanding IOs to complete so that unwritten extent conversion is completed
 480  * before we try to map the overlapping block. This is currently implemented by
 481  * hitting it with a big hammer (i.e. inode_dio_wait()).
 482  *
 483  * Returns with locks held indicated by @iolock and errors indicated by
 484  * negative return values.
 485  */
 486 STATIC ssize_t
 487 xfs_file_dio_aio_write(
 488         struct kiocb            *iocb,
 489         struct iov_iter         *from)
 490 {
 491         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 492         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 493         struct inode            *inode = mapping->host;
 494         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 495         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 496         ssize_t                 ret = 0;
 497         int                     unaligned_io = 0;
 498         int                     iolock;
 499         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 500         struct xfs_buftarg      *target = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) ?
 501                                         mp->m_rtdev_targp : mp->m_ddev_targp;
 502
 503         /* DIO must be aligned to device logical sector size */
 504         if ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask)
 505                 return -EINVAL;
 506
 507         /*
 508          * Don't take the exclusive iolock here unless the I/O is unaligned to
 509          * the file system block size.  We don't need to consider the EOF
 510          * extension case here because xfs_file_aio_write_checks() will relock
 511          * the inode as necessary for EOF zeroing cases and fill out the new
 512          * inode size as appropriate.
 513          */
 514         if ((iocb->ki_pos & mp->m_blockmask) ||
 515             ((iocb->ki_pos + count) & mp->m_blockmask)) {
 516                 unaligned_io = 1;
 517
 518                 /*
 519                  * We can't properly handle unaligned direct I/O to reflink
 520                  * files yet, as we can't unshare a partial block.
 521                  */
 522                 if (xfs_is_reflink_inode(ip)) {
 523                         trace_xfs_reflink_bounce_dio_write(ip, iocb->ki_pos, count);
 524                         return -EREMCHG;
 525                 }
 526                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 527         } else {
 528                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 529         }
 530
 531         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 532                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, iolock))
 533                         return -EAGAIN;
 534         } else {
 535                 xfs_ilock(ip, iolock);
 536         }
 537
 538         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 539         if (ret)
 540                 goto out;
 541         count = iov_iter_count(from);
 542
 543         /*
 544          * If we are doing unaligned IO, wait for all other IO to drain,
 545          * otherwise demote the lock if we had to take the exclusive lock
 546          * for other reasons in xfs_file_aio_write_checks.
 547          */
 548         if (unaligned_io) {
 549                 /* If we are going to wait for other DIO to finish, bail */
 550                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 551                         if (atomic_read(&inode->i_dio_count))
 552                                 return -EAGAIN;
 553                 } else {
 554                         inode_dio_wait(inode);
 555                 }
 556         } else if (iolock == XFS_IOLOCK_EXCL) {
 557                 xfs_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 558                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 559         }
 560
 561         trace_xfs_file_direct_write(ip, count, iocb->ki_pos);
 562         ret = iomap_dio_rw(iocb, from, &xfs_iomap_ops, xfs_dio_write_end_io);
 563 out:
 564         xfs_iunlock(ip, iolock);
 565
 566         /*
 567          * No fallback to buffered IO on errors for XFS, direct IO will either
 568          * complete fully or fail.
 569          */
 570         ASSERT(ret < 0 || ret == count);
 571         return ret;
 572 }
 573
 574 static noinline ssize_t
 575 xfs_file_dax_write(
 576         struct kiocb            *iocb,
 577         struct iov_iter         *from)
 578 {
 579         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 580         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 581         int                     iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 582         ssize_t                 ret, error = 0;
 583         size_t                  count;
 584         loff_t                  pos;
 585
 586         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 587                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, iolock))
 588                         return -EAGAIN;
 589         } else {
 590                 xfs_ilock(ip, iolock);
 591         }
 592
 593         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 594         if (ret)
 595                 goto out;
 596
 597         pos = iocb->ki_pos;
 598         count = iov_iter_count(from);
 599
 600         trace_xfs_file_dax_write(ip, count, pos);
 601         ret = dax_iomap_rw(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
 602         if (ret > 0 && iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
 603                 i_size_write(inode, iocb->ki_pos);
 604                 error = xfs_setfilesize(ip, pos, ret);
 605         }
 606 out:
 607         xfs_iunlock(ip, iolock);
 608         if (error)
 609                 return error;
 610
 611         if (ret > 0) {
 612                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 613
 614                 /* Handle various SYNC-type writes */
 615                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 616         }
 617         return ret;
 618 }
 619
 620 STATIC ssize_t
 621 xfs_file_buffered_aio_write(
 622         struct kiocb            *iocb,
 623         struct iov_iter         *from)
 624 {
 625         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 626         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 627         struct inode            *inode = mapping->host;
 628         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 629         ssize_t                 ret;
 630         int                     enospc = 0;
 631         int                     iolock;
 632
 633         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 634                 return -EOPNOTSUPP;
 635
 636 write_retry:
 637         iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 638         xfs_ilock(ip, iolock);
 639
 640         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 641         if (ret)
 642                 goto out;
 643
 644         /* We can write back this queue in page reclaim */
 645         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
 646
 647         trace_xfs_file_buffered_write(ip, iov_iter_count(from), iocb->ki_pos);
 648         ret = iomap_file_buffered_write(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
 649         if (likely(ret >= 0))
 650                 iocb->ki_pos += ret;
 651
 652         /*
 653          * If we hit a space limit, try to free up some lingering preallocated
 654          * space before returning an error. In the case of ENOSPC, first try to
 655          * write back all dirty inodes to free up some of the excess reserved
 656          * metadata space. This reduces the chances that the eofblocks scan
 657          * waits on dirty mappings. Since xfs_flush_inodes() is serialized, this
 658          * also behaves as a filter to prevent too many eofblocks scans from
 659          * running at the same time.
 660          */
 661         if (ret == -EDQUOT && !enospc) {
 662                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 663                 enospc = xfs_inode_free_quota_eofblocks(ip);
 664                 if (enospc)
 665                         goto write_retry;
 666                 enospc = xfs_inode_free_quota_cowblocks(ip);
 667                 if (enospc)
 668                         goto write_retry;
 669                 iolock = 0;
 670         } else if (ret == -ENOSPC && !enospc) {
 671                 struct xfs_eofblocks eofb = {0};
 672
 673                 enospc = 1;
 674                 xfs_flush_inodes(ip->i_mount);
 675
 676                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 677                 eofb.eof_flags = XFS_EOF_FLAGS_SYNC;
 678                 xfs_icache_free_eofblocks(ip->i_mount, &eofb);
 679                 xfs_icache_free_cowblocks(ip->i_mount, &eofb);
 680                 goto write_retry;
 681         }
 682
 683         current->backing_dev_info = NULL;
 684 out:
 685         if (iolock)
 686                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 687
 688         if (ret > 0) {
 689                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 690                 /* Handle various SYNC-type writes */
 691                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 692         }
 693         return ret;
 694 }
 695
 696 STATIC ssize_t
 697 xfs_file_write_iter(
 698         struct kiocb            *iocb,
 699         struct iov_iter         *from)
 700 {
 701         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 702         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 703         struct inode            *inode = mapping->host;
 704         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 705         ssize_t                 ret;
 706         size_t                  ocount = iov_iter_count(from);
 707
 708         XFS_STATS_INC(ip->i_mount, xs_write_calls);
 709
 710         if (ocount == 0)
 711                 return 0;
 712
 713         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 714                 return -EIO;
 715
 716         if (IS_DAX(inode))
 717                 return xfs_file_dax_write(iocb, from);
 718
 719         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
 720                 /*
 721                  * Allow a directio write to fall back to a buffered
 722                  * write *only* in the case that we're doing a reflink
 723                  * CoW.  In all other directio scenarios we do not
 724                  * allow an operation to fall back to buffered mode.
 725                  */
 726                 ret = xfs_file_dio_aio_write(iocb, from);
 727                 if (ret != -EREMCHG)
 728                         return ret;
 729         }
 730
 731         return xfs_file_buffered_aio_write(iocb, from);
 732 }
 733
 734 static void
 735 xfs_wait_dax_page(
 736         struct inode            *inode,
 737         bool                    *did_unlock)
 738 {
 739         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 740
 741         *did_unlock = true;
 742         xfs_iunlock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 743         schedule();
 744         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 745 }
 746
 747 static int
 748 xfs_break_dax_layouts(
 749         struct inode            *inode,
 750         uint                    iolock,
 751         bool                    *did_unlock)
 752 {
 753         struct page             *page;
 754
 755         ASSERT(xfs_isilocked(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_EXCL));
 756
 757         page = dax_layout_busy_page(inode->i_mapping);
 758         if (!page)
 759                 return 0;
 760
 761         return ___wait_var_event(&page->_refcount,
 762                         atomic_read(&page->_refcount) == 1, TASK_INTERRUPTIBLE,
 763                         0, 0, xfs_wait_dax_page(inode, did_unlock));
 764 }
 765
 766 int
 767 xfs_break_layouts(
 768         struct inode            *inode,
 769         uint                    *iolock,
 770         enum layout_break_reason reason)
 771 {
 772         bool                    retry;
 773         int                     error;
 774
 775         ASSERT(xfs_isilocked(XFS_I(inode), XFS_IOLOCK_SHARED|XFS_IOLOCK_EXCL));
 776
 777         do {
 778                 retry = false;
 779                 switch (reason) {
 780                 case BREAK_UNMAP:
 781                         error = xfs_break_dax_layouts(inode, *iolock, &retry);
 782                         if (error || retry)
 783                                 break;
 784                         /* fall through */
 785                 case BREAK_WRITE:
 786                         error = xfs_break_leased_layouts(inode, iolock, &retry);
 787                         break;
 788                 default:
 789                         WARN_ON_ONCE(1);
 790                         error = -EINVAL;
 791                 }
 792         } while (error == 0 && retry);
 793
 794         return error;
 795 }
 796
 797 #define XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED                                         \
 798                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
 799                  FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |      \
 800                  FALLOC_FL_INSERT_RANGE | FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE)
 801
 802 STATIC long
 803 xfs_file_fallocate(
 804         struct file             *file,
 805         int                     mode,
 806         loff_t                  offset,
 807         loff_t                  len)
 808 {
 809         struct inode            *inode = file_inode(file);
 810         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 811         long                    error;
 812         enum xfs_prealloc_flags flags = 0;
 813         uint                    iolock = XFS_IOLOCK_EXCL | XFS_MMAPLOCK_EXCL;
 814         loff_t                  new_size = 0;
 815         bool                    do_file_insert = false;
 816
 817         if (!S_ISREG(inode->i_mode))
 818                 return -EINVAL;
 819         if (mode & ~XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED)
 820                 return -EOPNOTSUPP;
 821
 822         xfs_ilock(ip, iolock);
 823         error = xfs_break_layouts(inode, &iolock, BREAK_UNMAP);
 824         if (error)
 825                 goto out_unlock;
 826
 827         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE) {
 828                 error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
 829                 if (error)
 830                         goto out_unlock;
 831         } else if (mode & FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE) {
 832                 unsigned int blksize_mask = i_blocksize(inode) - 1;
 833
 834                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
 835                         error = -EINVAL;
 836                         goto out_unlock;
 837                 }
 838
 839                 /*
 840                  * There is no need to overlap collapse range with EOF,
 841                  * in which case it is effectively a truncate operation
 842                  */
 843                 if (offset + len >= i_size_read(inode)) {
 844                         error = -EINVAL;
 845                         goto out_unlock;
 846                 }
 847
 848                 new_size = i_size_read(inode) - len;
 849
 850                 error = xfs_collapse_file_space(ip, offset, len);
 851                 if (error)
 852                         goto out_unlock;
 853         } else if (mode & FALLOC_FL_INSERT_RANGE) {
 854                 unsigned int    blksize_mask = i_blocksize(inode) - 1;
 855                 loff_t          isize = i_size_read(inode);
 856
 857                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
 858                         error = -EINVAL;
 859                         goto out_unlock;
 860                 }
 861
 862                 /*
 863                  * New inode size must not exceed ->s_maxbytes, accounting for
 864                  * possible signed overflow.
 865                  */
 866                 if (inode->i_sb->s_maxbytes - isize < len) {
 867                         error = -EFBIG;
 868                         goto out_unlock;
 869                 }
 870                 new_size = isize + len;
 871
 872                 /* Offset should be less than i_size */
 873                 if (offset >= isize) {
 874                         error = -EINVAL;
 875                         goto out_unlock;
 876                 }
 877                 do_file_insert = true;
 878         } else {
 879                 flags |= XFS_PREALLOC_SET;
 880
 881                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
 882                     offset + len > i_size_read(inode)) {
 883                         new_size = offset + len;
 884                         error = inode_newsize_ok(inode, new_size);
 885                         if (error)
 886                                 goto out_unlock;
 887                 }
 888
 889                 if (mode & FALLOC_FL_ZERO_RANGE)
 890                         error = xfs_zero_file_space(ip, offset, len);
 891                 else {
 892                         if (mode & FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE) {
 893                                 error = xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
 894                                 if (error)
 895                                         goto out_unlock;
 896                         }
 897                         error = xfs_alloc_file_space(ip, offset, len,
 898                                                      XFS_BMAPI_PREALLOC);
 899                 }
 900                 if (error)
 901                         goto out_unlock;
 902         }
 903
 904         if (file->f_flags & O_DSYNC)
 905                 flags |= XFS_PREALLOC_SYNC;
 906
 907         error = xfs_update_prealloc_flags(ip, flags);
 908         if (error)
 909                 goto out_unlock;
 910
 911         /* Change file size if needed */
 912         if (new_size) {
 913                 struct iattr iattr;
 914
 915                 iattr.ia_valid = ATTR_SIZE;
 916                 iattr.ia_size = new_size;
 917                 error = xfs_vn_setattr_size(file_dentry(file), &iattr);
 918                 if (error)
 919                         goto out_unlock;
 920         }
 921
 922         /*
 923          * Perform hole insertion now that the file size has been
 924          * updated so that if we crash during the operation we don't
 925          * leave shifted extents past EOF and hence losing access to
 926          * the data that is contained within them.
 927          */
 928         if (do_file_insert)
 929                 error = xfs_insert_file_space(ip, offset, len);
 930
 931 out_unlock:
 932         xfs_iunlock(ip, iolock);
 933         return error;
 934 }
 935
 936 STATIC int
 937 xfs_file_clone_range(
 938         struct file     *file_in,
 939         loff_t          pos_in,
 940         struct file     *file_out,
 941         loff_t          pos_out,
 942         u64             len)
 943 {
 944         return xfs_reflink_remap_range(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
 945                                      len, false);
 946 }
 947
 948 STATIC ssize_t
 949 xfs_file_dedupe_range(
 950         struct file     *src_file,
 951         u64             loff,
 952         u64             len,
 953         struct file     *dst_file,
 954         u64             dst_loff)
 955 {
 956         struct inode    *srci = file_inode(src_file);
 957         u64             max_dedupe;
 958         int             error;
 959
 960         /*
 961          * Since we have to read all these pages in to compare them, cut
 962          * it off at MAX_RW_COUNT/2 rounded down to the nearest block.
 963          * That means we won't do more than MAX_RW_COUNT IO per request.
 964          */
 965         max_dedupe = (MAX_RW_COUNT >> 1) & ~(i_blocksize(srci) - 1);
 966         if (len > max_dedupe)
 967                 len = max_dedupe;
 968         error = xfs_reflink_remap_range(src_file, loff, dst_file, dst_loff,
 969                                      len, true);
 970         if (error)
 971                 return error;
 972         return len;
 973 }
 974
 975 STATIC int
 976 xfs_file_open(
 977         struct inode    *inode,
 978         struct file     *file)
 979 {
 980         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE) && i_size_read(inode) > MAX_NON_LFS)
 981                 return -EFBIG;
 982         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_M(inode->i_sb)))
 983                 return -EIO;
 984         file->f_mode |= FMODE_NOWAIT;
 985         return 0;
 986 }
 987
 988 STATIC int
 989 xfs_dir_open(
 990         struct inode    *inode,
 991         struct file     *file)
 992 {
 993         struct xfs_inode *ip = XFS_I(inode);
 994         int             mode;
 995         int             error;
 996
 997         error = xfs_file_open(inode, file);
 998         if (error)
 999                 return error;
1000
1001         /*
1002          * If there are any blocks, read-ahead block 0 as we're almost
1003          * certain to have the next operation be a read there.
1004          */
1005         mode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1006         if (ip->i_d.di_nextents > 0)
1007                 error = xfs_dir3_data_readahead(ip, 0, -1);
1008         xfs_iunlock(ip, mode);
1009         return error;
1010 }
1011
1012 STATIC int
1013 xfs_file_release(
1014         struct inode    *inode,
1015         struct file     *filp)
1016 {
1017         return xfs_release(XFS_I(inode));
1018 }
1019
1020 STATIC int
1021 xfs_file_readdir(
1022         struct file     *file,
1023         struct dir_context *ctx)
1024 {
1025         struct inode    *inode = file_inode(file);
1026         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
1027         size_t          bufsize;
1028
1029         /*
1030          * The Linux API doesn't pass down the total size of the buffer
1031          * we read into down to the filesystem.  With the filldir concept
1032          * it's not needed for correct information, but the XFS dir2 leaf
1033          * code wants an estimate of the buffer size to calculate it's
1034          * readahead window and size the buffers used for mapping to
1035          * physical blocks.
1036          *
1037          * Try to give it an estimate that's good enough, maybe at some
1038          * point we can change the ->readdir prototype to include the
1039          * buffer size.  For now we use the current glibc buffer size.
1040          */
1041         bufsize = (size_t)min_t(loff_t, XFS_READDIR_BUFSIZE, ip->i_d.di_size);
1042
1043         return xfs_readdir(NULL, ip, ctx, bufsize);
1044 }
1045
1046 STATIC loff_t
1047 xfs_file_llseek(
1048         struct file     *file,
1049         loff_t          offset,
1050         int             whence)
1051 {
1052         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
1053
1054         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_I(inode)->i_mount))
1055                 return -EIO;
1056
1057         switch (whence) {
1058         default:
1059                 return generic_file_llseek(file, offset, whence);
1060         case SEEK_HOLE:
1061                 offset = iomap_seek_hole(inode, offset, &xfs_iomap_ops);
1062                 break;
1063         case SEEK_DATA:
1064                 offset = iomap_seek_data(inode, offset, &xfs_iomap_ops);
1065                 break;
1066         }
1067
1068         if (offset < 0)
1069                 return offset;
1070         return vfs_setpos(file, offset, inode->i_sb->s_maxbytes);
1071 }
1072
1073 /*
1074  * Locking for serialisation of IO during page faults. This results in a lock
1075  * ordering of:
1076  *
1077  * mmap_sem (MM)
1078  *   sb_start_pagefault(vfs, freeze)
1079  *     i_mmaplock (XFS - truncate serialisation)
1080  *       page_lock (MM)
1081  *         i_lock (XFS - extent map serialisation)
1082  */
1083 static vm_fault_t
1084 __xfs_filemap_fault(
1085         struct vm_fault         *vmf,
1086         enum page_entry_size    pe_size,
1087         bool                    write_fault)
1088 {
1089         struct inode            *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1090         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1091         vm_fault_t              ret;
1092
1093         trace_xfs_filemap_fault(ip, pe_size, write_fault);
1094
1095         if (write_fault) {
1096                 sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1097                 file_update_time(vmf->vma->vm_file);
1098         }
1099
1100         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1101         if (IS_DAX(inode)) {
1102                 pfn_t pfn;
1103
1104                 ret = dax_iomap_fault(vmf, pe_size, &pfn, NULL, &xfs_iomap_ops);
1105                 if (ret & VM_FAULT_NEEDDSYNC)
1106                         ret = dax_finish_sync_fault(vmf, pe_size, pfn);
1107         } else {
1108                 if (write_fault)
1109                         ret = iomap_page_mkwrite(vmf, &xfs_iomap_ops);
1110                 else
1111                         ret = filemap_fault(vmf);
1112         }
1113         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1114
1115         if (write_fault)
1116                 sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1117         return ret;
1118 }
1119
1120 static vm_fault_t
1121 xfs_filemap_fault(
1122         struct vm_fault         *vmf)
1123 {
1124         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1125         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE,
1126                         IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)) &&
1127                         (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE));
1128 }
1129
1130 static vm_fault_t
1131 xfs_filemap_huge_fault(
1132         struct vm_fault         *vmf,
1133         enum page_entry_size    pe_size)
1134 {
1135         if (!IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)))
1136                 return VM_FAULT_FALLBACK;
1137
1138         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1139         return __xfs_filemap_fault(vmf, pe_size,
1140                         (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE));
1141 }
1142
1143 static vm_fault_t
1144 xfs_filemap_page_mkwrite(
1145         struct vm_fault         *vmf)
1146 {
1147         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
1148 }
1149
1150 /*
1151  * pfn_mkwrite was originally intended to ensure we capture time stamp updates
1152  * on write faults. In reality, it needs to serialise against truncate and
1153  * prepare memory for writing so handle is as standard write fault.
1154  */
1155 static vm_fault_t
1156 xfs_filemap_pfn_mkwrite(
1157         struct vm_fault         *vmf)
1158 {
1159
1160         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
1161 }
1162
1163 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops = {
1164         .fault          = xfs_filemap_fault,
1165         .huge_fault     = xfs_filemap_huge_fault,
1166         .map_pages      = filemap_map_pages,
1167         .page_mkwrite   = xfs_filemap_page_mkwrite,
1168         .pfn_mkwrite    = xfs_filemap_pfn_mkwrite,
1169 };
1170
1171 STATIC int
1172 xfs_file_mmap(
1173         struct file     *filp,
1174         struct vm_area_struct *vma)
1175 {
1176         /*
1177          * We don't support synchronous mappings for non-DAX files. At least
1178          * until someone comes with a sensible use case.
1179          */
1180         if (!IS_DAX(file_inode(filp)) && (vma->vm_flags & VM_SYNC))
1181                 return -EOPNOTSUPP;
1182
1183         file_accessed(filp);
1184         vma->vm_ops = &xfs_file_vm_ops;
1185         if (IS_DAX(file_inode(filp)))
1186                 vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP | VM_HUGEPAGE;
1187         return 0;
1188 }
1189
1190 const struct file_operations xfs_file_operations = {
1191         .llseek         = xfs_file_llseek,
1192         .read_iter      = xfs_file_read_iter,
1193         .write_iter     = xfs_file_write_iter,
1194         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1195         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1196         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1197 #ifdef CONFIG_COMPAT
1198         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1199 #endif
1200         .mmap           = xfs_file_mmap,
1201         .mmap_supported_flags = MAP_SYNC,
1202         .open           = xfs_file_open,
1203         .release        = xfs_file_release,
1204         .fsync          = xfs_file_fsync,
1205         .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area,
1206         .fallocate      = xfs_file_fallocate,
1207         .clone_file_range = xfs_file_clone_range,
1208         .dedupe_file_range = xfs_file_dedupe_range,
1209 };
1210
1211 const struct file_operations xfs_dir_file_operations = {
1212         .open           = xfs_dir_open,
1213         .read           = generic_read_dir,
1214         .iterate_shared = xfs_file_readdir,
1215         .llseek         = generic_file_llseek,
1216         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1217 #ifdef CONFIG_COMPAT
1218         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1219 #endif
1220         .fsync          = xfs_dir_fsync,
1221 };