fs/xfs/xfs_file.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (c) 2000-2005 Silicon Graphics, Inc.
   4  * All Rights Reserved.
   5  */
   6 #include "xfs.h"
   7 #include "xfs_fs.h"
   8 #include "xfs_shared.h"
   9 #include "xfs_format.h"
  10 #include "xfs_log_format.h"
  11 #include "xfs_trans_resv.h"
  12 #include "xfs_mount.h"
  13 #include "xfs_da_format.h"
  14 #include "xfs_da_btree.h"
  15 #include "xfs_inode.h"
  16 #include "xfs_trans.h"
  17 #include "xfs_inode_item.h"
  18 #include "xfs_bmap.h"
  19 #include "xfs_bmap_util.h"
  20 #include "xfs_error.h"
  21 #include "xfs_dir2.h"
  22 #include "xfs_dir2_priv.h"
  23 #include "xfs_ioctl.h"
  24 #include "xfs_trace.h"
  25 #include "xfs_log.h"
  26 #include "xfs_icache.h"
  27 #include "xfs_pnfs.h"
  28 #include "xfs_iomap.h"
  29 #include "xfs_reflink.h"
  30
  31 #include <linux/dcache.h>
  32 #include <linux/falloc.h>
  33 #include <linux/pagevec.h>
  34 #include <linux/backing-dev.h>
  35 #include <linux/mman.h>
  36
  37 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops;
  38
  39 int
  40 xfs_update_prealloc_flags(
  41         struct xfs_inode        *ip,
  42         enum xfs_prealloc_flags flags)
  43 {
  44         struct xfs_trans        *tp;
  45         int                     error;
  46
  47         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_writeid,
  48                         0, 0, 0, &tp);
  49         if (error)
  50                 return error;
  51
  52         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
  53         xfs_trans_ijoin(tp, ip, XFS_ILOCK_EXCL);
  54
  55         if (!(flags & XFS_PREALLOC_INVISIBLE)) {
  56                 VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISUID;
  57                 if (VFS_I(ip)->i_mode & S_IXGRP)
  58                         VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISGID;
  59                 xfs_trans_ichgtime(tp, ip, XFS_ICHGTIME_MOD | XFS_ICHGTIME_CHG);
  60         }
  61
  62         if (flags & XFS_PREALLOC_SET)
  63                 ip->i_d.di_flags |= XFS_DIFLAG_PREALLOC;
  64         if (flags & XFS_PREALLOC_CLEAR)
  65                 ip->i_d.di_flags &= ~XFS_DIFLAG_PREALLOC;
  66
  67         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
  68         if (flags & XFS_PREALLOC_SYNC)
  69                 xfs_trans_set_sync(tp);
  70         return xfs_trans_commit(tp);
  71 }
  72
  73 /*
  74  * Fsync operations on directories are much simpler than on regular files,
  75  * as there is no file data to flush, and thus also no need for explicit
  76  * cache flush operations, and there are no non-transaction metadata updates
  77  * on directories either.
  78  */
  79 STATIC int
  80 xfs_dir_fsync(
  81         struct file             *file,
  82         loff_t                  start,
  83         loff_t                  end,
  84         int                     datasync)
  85 {
  86         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
  87         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
  88         xfs_lsn_t               lsn = 0;
  89
  90         trace_xfs_dir_fsync(ip);
  91
  92         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
  93         if (xfs_ipincount(ip))
  94                 lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
  95         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
  96
  97         if (!lsn)
  98                 return 0;
  99         return xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, NULL);
 100 }
 101
 102 STATIC int
 103 xfs_file_fsync(
 104         struct file             *file,
 105         loff_t                  start,
 106         loff_t                  end,
 107         int                     datasync)
 108 {
 109         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 110         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 111         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 112         int                     error = 0;
 113         int                     log_flushed = 0;
 114         xfs_lsn_t               lsn = 0;
 115
 116         trace_xfs_file_fsync(ip);
 117
 118         error = file_write_and_wait_range(file, start, end);
 119         if (error)
 120                 return error;
 121
 122         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 123                 return -EIO;
 124
 125         xfs_iflags_clear(ip, XFS_ITRUNCATED);
 126
 127         /*
 128          * If we have an RT and/or log subvolume we need to make sure to flush
 129          * the write cache the device used for file data first.  This is to
 130          * ensure newly written file data make it to disk before logging the new
 131          * inode size in case of an extending write.
 132          */
 133         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
 134                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_rtdev_targp);
 135         else if (mp->m_logdev_targp != mp->m_ddev_targp)
 136                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
 137
 138         /*
 139          * All metadata updates are logged, which means that we just have to
 140          * flush the log up to the latest LSN that touched the inode. If we have
 141          * concurrent fsync/fdatasync() calls, we need them to all block on the
 142          * log force before we clear the ili_fsync_fields field. This ensures
 143          * that we don't get a racing sync operation that does not wait for the
 144          * metadata to hit the journal before returning. If we race with
 145          * clearing the ili_fsync_fields, then all that will happen is the log
 146          * force will do nothing as the lsn will already be on disk. We can't
 147          * race with setting ili_fsync_fields because that is done under
 148          * XFS_ILOCK_EXCL, and that can't happen because we hold the lock shared
 149          * until after the ili_fsync_fields is cleared.
 150          */
 151         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 152         if (xfs_ipincount(ip)) {
 153                 if (!datasync ||
 154                     (ip->i_itemp->ili_fsync_fields & ~XFS_ILOG_TIMESTAMP))
 155                         lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
 156         }
 157
 158         if (lsn) {
 159                 error = xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, &log_flushed);
 160                 ip->i_itemp->ili_fsync_fields = 0;
 161         }
 162         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 163
 164         /*
 165          * If we only have a single device, and the log force about was
 166          * a no-op we might have to flush the data device cache here.
 167          * This can only happen for fdatasync/O_DSYNC if we were overwriting
 168          * an already allocated file and thus do not have any metadata to
 169          * commit.
 170          */
 171         if (!log_flushed && !XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) &&
 172             mp->m_logdev_targp == mp->m_ddev_targp)
 173                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
 174
 175         return error;
 176 }
 177
 178 STATIC ssize_t
 179 xfs_file_dio_aio_read(
 180         struct kiocb            *iocb,
 181         struct iov_iter         *to)
 182 {
 183         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 184         size_t                  count = iov_iter_count(to);
 185         ssize_t                 ret;
 186
 187         trace_xfs_file_direct_read(ip, count, iocb->ki_pos);
 188
 189         if (!count)
 190                 return 0; /* skip atime */
 191
 192         file_accessed(iocb->ki_filp);
 193
 194         xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 195         ret = iomap_dio_rw(iocb, to, &xfs_iomap_ops, NULL);
 196         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 197
 198         return ret;
 199 }
 200
 201 static noinline ssize_t
 202 xfs_file_dax_read(
 203         struct kiocb            *iocb,
 204         struct iov_iter         *to)
 205 {
 206         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(iocb->ki_filp->f_mapping->host);
 207         size_t                  count = iov_iter_count(to);
 208         ssize_t                 ret = 0;
 209
 210         trace_xfs_file_dax_read(ip, count, iocb->ki_pos);
 211
 212         if (!count)
 213                 return 0; /* skip atime */
 214
 215         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 216                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, XFS_IOLOCK_SHARED))
 217                         return -EAGAIN;
 218         } else {
 219                 xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 220         }
 221
 222         ret = dax_iomap_rw(iocb, to, &xfs_iomap_ops);
 223         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 224
 225         file_accessed(iocb->ki_filp);
 226         return ret;
 227 }
 228
 229 STATIC ssize_t
 230 xfs_file_buffered_aio_read(
 231         struct kiocb            *iocb,
 232         struct iov_iter         *to)
 233 {
 234         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 235         ssize_t                 ret;
 236
 237         trace_xfs_file_buffered_read(ip, iov_iter_count(to), iocb->ki_pos);
 238
 239         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 240                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, XFS_IOLOCK_SHARED))
 241                         return -EAGAIN;
 242         } else {
 243                 xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 244         }
 245         ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
 246         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 247
 248         return ret;
 249 }
 250
 251 STATIC ssize_t
 252 xfs_file_read_iter(
 253         struct kiocb            *iocb,
 254         struct iov_iter         *to)
 255 {
 256         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 257         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(inode)->i_mount;
 258         ssize_t                 ret = 0;
 259
 260         XFS_STATS_INC(mp, xs_read_calls);
 261
 262         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 263                 return -EIO;
 264
 265         if (IS_DAX(inode))
 266                 ret = xfs_file_dax_read(iocb, to);
 267         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)
 268                 ret = xfs_file_dio_aio_read(iocb, to);
 269         else
 270                 ret = xfs_file_buffered_aio_read(iocb, to);
 271
 272         if (ret > 0)
 273                 XFS_STATS_ADD(mp, xs_read_bytes, ret);
 274         return ret;
 275 }
 276
 277 /*
 278  * Common pre-write limit and setup checks.
 279  *
 280  * Called with the iolocked held either shared and exclusive according to
 281  * @iolock, and returns with it held.  Might upgrade the iolock to exclusive
 282  * if called for a direct write beyond i_size.
 283  */
 284 STATIC ssize_t
 285 xfs_file_aio_write_checks(
 286         struct kiocb            *iocb,
 287         struct iov_iter         *from,
 288         int                     *iolock)
 289 {
 290         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 291         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 292         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 293         ssize_t                 error = 0;
 294         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 295         bool                    drained_dio = false;
 296         loff_t                  isize;
 297
 298 restart:
 299         error = generic_write_checks(iocb, from);
 300         if (error <= 0)
 301                 return error;
 302
 303         error = xfs_break_layouts(inode, iolock, BREAK_WRITE);
 304         if (error)
 305                 return error;
 306
 307         /*
 308          * For changing security info in file_remove_privs() we need i_rwsem
 309          * exclusively.
 310          */
 311         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED && !IS_NOSEC(inode)) {
 312                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
 313                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 314                 xfs_ilock(ip, *iolock);
 315                 goto restart;
 316         }
 317         /*
 318          * If the offset is beyond the size of the file, we need to zero any
 319          * blocks that fall between the existing EOF and the start of this
 320          * write.  If zeroing is needed and we are currently holding the
 321          * iolock shared, we need to update it to exclusive which implies
 322          * having to redo all checks before.
 323          *
 324          * We need to serialise against EOF updates that occur in IO
 325          * completions here. We want to make sure that nobody is changing the
 326          * size while we do this check until we have placed an IO barrier (i.e.
 327          * hold the XFS_IOLOCK_EXCL) that prevents new IO from being dispatched.
 328          * The spinlock effectively forms a memory barrier once we have the
 329          * XFS_IOLOCK_EXCL so we are guaranteed to see the latest EOF value
 330          * and hence be able to correctly determine if we need to run zeroing.
 331          */
 332         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 333         isize = i_size_read(inode);
 334         if (iocb->ki_pos > isize) {
 335                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 336                 if (!drained_dio) {
 337                         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
 338                                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
 339                                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 340                                 xfs_ilock(ip, *iolock);
 341                                 iov_iter_reexpand(from, count);
 342                         }
 343                         /*
 344                          * We now have an IO submission barrier in place, but
 345                          * AIO can do EOF updates during IO completion and hence
 346                          * we now need to wait for all of them to drain. Non-AIO
 347                          * DIO will have drained before we are given the
 348                          * XFS_IOLOCK_EXCL, and so for most cases this wait is a
 349                          * no-op.
 350                          */
 351                         inode_dio_wait(inode);
 352                         drained_dio = true;
 353                         goto restart;
 354                 }
 355
 356                 trace_xfs_zero_eof(ip, isize, iocb->ki_pos - isize);
 357                 error = iomap_zero_range(inode, isize, iocb->ki_pos - isize,
 358                                 NULL, &xfs_iomap_ops);
 359                 if (error)
 360                         return error;
 361         } else
 362                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 363
 364         /*
 365          * Updating the timestamps will grab the ilock again from
 366          * xfs_fs_dirty_inode, so we have to call it after dropping the
 367          * lock above.  Eventually we should look into a way to avoid
 368          * the pointless lock roundtrip.
 369          */
 370         return file_modified(file);
 371 }
 372
 373 static int
 374 xfs_dio_write_end_io(
 375         struct kiocb            *iocb,
 376         ssize_t                 size,
 377         unsigned                flags)
 378 {
 379         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 380         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 381         loff_t                  offset = iocb->ki_pos;
 382         int                     error = 0;
 383
 384         trace_xfs_end_io_direct_write(ip, offset, size);
 385
 386         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 387                 return -EIO;
 388
 389         if (size <= 0)
 390                 return size;
 391
 392         /*
 393          * Capture amount written on completion as we can't reliably account
 394          * for it on submission.
 395          */
 396         XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, size);
 397
 398         if (flags & IOMAP_DIO_COW) {
 399                 error = xfs_reflink_end_cow(ip, offset, size);
 400                 if (error)
 401                         return error;
 402         }
 403
 404         /*
 405          * Unwritten conversion updates the in-core isize after extent
 406          * conversion but before updating the on-disk size. Updating isize any
 407          * earlier allows a racing dio read to find unwritten extents before
 408          * they are converted.
 409          */
 410         if (flags & IOMAP_DIO_UNWRITTEN)
 411                 return xfs_iomap_write_unwritten(ip, offset, size, true);
 412
 413         /*
 414          * We need to update the in-core inode size here so that we don't end up
 415          * with the on-disk inode size being outside the in-core inode size. We
 416          * have no other method of updating EOF for AIO, so always do it here
 417          * if necessary.
 418          *
 419          * We need to lock the test/set EOF update as we can be racing with
 420          * other IO completions here to update the EOF. Failing to serialise
 421          * here can result in EOF moving backwards and Bad Things Happen when
 422          * that occurs.
 423          */
 424         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 425         if (offset + size > i_size_read(inode)) {
 426                 i_size_write(inode, offset + size);
 427                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 428                 error = xfs_setfilesize(ip, offset, size);
 429         } else {
 430                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 431         }
 432
 433         return error;
 434 }
 435
 436 /*
 437  * xfs_file_dio_aio_write - handle direct IO writes
 438  *
 439  * Lock the inode appropriately to prepare for and issue a direct IO write.
 440  * By separating it from the buffered write path we remove all the tricky to
 441  * follow locking changes and looping.
 442  *
 443  * If there are cached pages or we're extending the file, we need IOLOCK_EXCL
 444  * until we're sure the bytes at the new EOF have been zeroed and/or the cached
 445  * pages are flushed out.
 446  *
 447  * In most cases the direct IO writes will be done holding IOLOCK_SHARED
 448  * allowing them to be done in parallel with reads and other direct IO writes.
 449  * However, if the IO is not aligned to filesystem blocks, the direct IO layer
 450  * needs to do sub-block zeroing and that requires serialisation against other
 451  * direct IOs to the same block. In this case we need to serialise the
 452  * submission of the unaligned IOs so that we don't get racing block zeroing in
 453  * the dio layer.  To avoid the problem with aio, we also need to wait for
 454  * outstanding IOs to complete so that unwritten extent conversion is completed
 455  * before we try to map the overlapping block. This is currently implemented by
 456  * hitting it with a big hammer (i.e. inode_dio_wait()).
 457  *
 458  * Returns with locks held indicated by @iolock and errors indicated by
 459  * negative return values.
 460  */
 461 STATIC ssize_t
 462 xfs_file_dio_aio_write(
 463         struct kiocb            *iocb,
 464         struct iov_iter         *from)
 465 {
 466         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 467         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 468         struct inode            *inode = mapping->host;
 469         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 470         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 471         ssize_t                 ret = 0;
 472         int                     unaligned_io = 0;
 473         int                     iolock;
 474         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 475         struct xfs_buftarg      *target = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) ?
 476                                         mp->m_rtdev_targp : mp->m_ddev_targp;
 477
 478         /* DIO must be aligned to device logical sector size */
 479         if ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask)
 480                 return -EINVAL;
 481
 482         /*
 483          * Don't take the exclusive iolock here unless the I/O is unaligned to
 484          * the file system block size.  We don't need to consider the EOF
 485          * extension case here because xfs_file_aio_write_checks() will relock
 486          * the inode as necessary for EOF zeroing cases and fill out the new
 487          * inode size as appropriate.
 488          */
 489         if ((iocb->ki_pos & mp->m_blockmask) ||
 490             ((iocb->ki_pos + count) & mp->m_blockmask)) {
 491                 unaligned_io = 1;
 492
 493                 /*
 494                  * We can't properly handle unaligned direct I/O to reflink
 495                  * files yet, as we can't unshare a partial block.
 496                  */
 497                 if (xfs_is_cow_inode(ip)) {
 498                         trace_xfs_reflink_bounce_dio_write(ip, iocb->ki_pos, count);
 499                         return -EREMCHG;
 500                 }
 501                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 502         } else {
 503                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 504         }
 505
 506         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 507                 /* unaligned dio always waits, bail */
 508                 if (unaligned_io)
 509                         return -EAGAIN;
 510                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, iolock))
 511                         return -EAGAIN;
 512         } else {
 513                 xfs_ilock(ip, iolock);
 514         }
 515
 516         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 517         if (ret)
 518                 goto out;
 519         count = iov_iter_count(from);
 520
 521         /*
 522          * If we are doing unaligned IO, we can't allow any other overlapping IO
 523          * in-flight at the same time or we risk data corruption. Wait for all
 524          * other IO to drain before we submit. If the IO is aligned, demote the
 525          * iolock if we had to take the exclusive lock in
 526          * xfs_file_aio_write_checks() for other reasons.
 527          */
 528         if (unaligned_io) {
 529                 inode_dio_wait(inode);
 530         } else if (iolock == XFS_IOLOCK_EXCL) {
 531                 xfs_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 532                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 533         }
 534
 535         trace_xfs_file_direct_write(ip, count, iocb->ki_pos);
 536         ret = iomap_dio_rw(iocb, from, &xfs_iomap_ops, xfs_dio_write_end_io);
 537
 538         /*
 539          * If unaligned, this is the only IO in-flight. If it has not yet
 540          * completed, wait on it before we release the iolock to prevent
 541          * subsequent overlapping IO.
 542          */
 543         if (ret == -EIOCBQUEUED && unaligned_io)
 544                 inode_dio_wait(inode);
 545 out:
 546         xfs_iunlock(ip, iolock);
 547
 548         /*
 549          * No fallback to buffered IO on errors for XFS, direct IO will either
 550          * complete fully or fail.
 551          */
 552         ASSERT(ret < 0 || ret == count);
 553         return ret;
 554 }
 555
 556 static noinline ssize_t
 557 xfs_file_dax_write(
 558         struct kiocb            *iocb,
 559         struct iov_iter         *from)
 560 {
 561         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 562         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 563         int                     iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 564         ssize_t                 ret, error = 0;
 565         size_t                  count;
 566         loff_t                  pos;
 567
 568         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 569                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, iolock))
 570                         return -EAGAIN;
 571         } else {
 572                 xfs_ilock(ip, iolock);
 573         }
 574
 575         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 576         if (ret)
 577                 goto out;
 578
 579         pos = iocb->ki_pos;
 580         count = iov_iter_count(from);
 581
 582         trace_xfs_file_dax_write(ip, count, pos);
 583         ret = dax_iomap_rw(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
 584         if (ret > 0 && iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
 585                 i_size_write(inode, iocb->ki_pos);
 586                 error = xfs_setfilesize(ip, pos, ret);
 587         }
 588 out:
 589         xfs_iunlock(ip, iolock);
 590         if (error)
 591                 return error;
 592
 593         if (ret > 0) {
 594                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 595
 596                 /* Handle various SYNC-type writes */
 597                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 598         }
 599         return ret;
 600 }
 601
 602 STATIC ssize_t
 603 xfs_file_buffered_aio_write(
 604         struct kiocb            *iocb,
 605         struct iov_iter         *from)
 606 {
 607         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 608         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 609         struct inode            *inode = mapping->host;
 610         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 611         ssize_t                 ret;
 612         int                     enospc = 0;
 613         int                     iolock;
 614
 615         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 616                 return -EOPNOTSUPP;
 617
 618 write_retry:
 619         iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 620         xfs_ilock(ip, iolock);
 621
 622         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 623         if (ret)
 624                 goto out;
 625
 626         /* We can write back this queue in page reclaim */
 627         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
 628
 629         trace_xfs_file_buffered_write(ip, iov_iter_count(from), iocb->ki_pos);
 630         ret = iomap_file_buffered_write(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
 631         if (likely(ret >= 0))
 632                 iocb->ki_pos += ret;
 633
 634         /*
 635          * If we hit a space limit, try to free up some lingering preallocated
 636          * space before returning an error. In the case of ENOSPC, first try to
 637          * write back all dirty inodes to free up some of the excess reserved
 638          * metadata space. This reduces the chances that the eofblocks scan
 639          * waits on dirty mappings. Since xfs_flush_inodes() is serialized, this
 640          * also behaves as a filter to prevent too many eofblocks scans from
 641          * running at the same time.
 642          */
 643         if (ret == -EDQUOT && !enospc) {
 644                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 645                 enospc = xfs_inode_free_quota_eofblocks(ip);
 646                 if (enospc)
 647                         goto write_retry;
 648                 enospc = xfs_inode_free_quota_cowblocks(ip);
 649                 if (enospc)
 650                         goto write_retry;
 651                 iolock = 0;
 652         } else if (ret == -ENOSPC && !enospc) {
 653                 struct xfs_eofblocks eofb = {0};
 654
 655                 enospc = 1;
 656                 xfs_flush_inodes(ip->i_mount);
 657
 658                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 659                 eofb.eof_flags = XFS_EOF_FLAGS_SYNC;
 660                 xfs_icache_free_eofblocks(ip->i_mount, &eofb);
 661                 xfs_icache_free_cowblocks(ip->i_mount, &eofb);
 662                 goto write_retry;
 663         }
 664
 665         current->backing_dev_info = NULL;
 666 out:
 667         if (iolock)
 668                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 669
 670         if (ret > 0) {
 671                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 672                 /* Handle various SYNC-type writes */
 673                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 674         }
 675         return ret;
 676 }
 677
 678 STATIC ssize_t
 679 xfs_file_write_iter(
 680         struct kiocb            *iocb,
 681         struct iov_iter         *from)
 682 {
 683         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 684         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 685         struct inode            *inode = mapping->host;
 686         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 687         ssize_t                 ret;
 688         size_t                  ocount = iov_iter_count(from);
 689
 690         XFS_STATS_INC(ip->i_mount, xs_write_calls);
 691
 692         if (ocount == 0)
 693                 return 0;
 694
 695         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 696                 return -EIO;
 697
 698         if (IS_DAX(inode))
 699                 return xfs_file_dax_write(iocb, from);
 700
 701         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
 702                 /*
 703                  * Allow a directio write to fall back to a buffered
 704                  * write *only* in the case that we're doing a reflink
 705                  * CoW.  In all other directio scenarios we do not
 706                  * allow an operation to fall back to buffered mode.
 707                  */
 708                 ret = xfs_file_dio_aio_write(iocb, from);
 709                 if (ret != -EREMCHG)
 710                         return ret;
 711         }
 712
 713         return xfs_file_buffered_aio_write(iocb, from);
 714 }
 715
 716 static void
 717 xfs_wait_dax_page(
 718         struct inode            *inode)
 719 {
 720         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 721
 722         xfs_iunlock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 723         schedule();
 724         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 725 }
 726
 727 static int
 728 xfs_break_dax_layouts(
 729         struct inode            *inode,
 730         bool                    *retry)
 731 {
 732         struct page             *page;
 733
 734         ASSERT(xfs_isilocked(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_EXCL));
 735
 736         page = dax_layout_busy_page(inode->i_mapping);
 737         if (!page)
 738                 return 0;
 739
 740         *retry = true;
 741         return ___wait_var_event(&page->_refcount,
 742                         atomic_read(&page->_refcount) == 1, TASK_INTERRUPTIBLE,
 743                         0, 0, xfs_wait_dax_page(inode));
 744 }
 745
 746 int
 747 xfs_break_layouts(
 748         struct inode            *inode,
 749         uint                    *iolock,
 750         enum layout_break_reason reason)
 751 {
 752         bool                    retry;
 753         int                     error;
 754
 755         ASSERT(xfs_isilocked(XFS_I(inode), XFS_IOLOCK_SHARED|XFS_IOLOCK_EXCL));
 756
 757         do {
 758                 retry = false;
 759                 switch (reason) {
 760                 case BREAK_UNMAP:
 761                         error = xfs_break_dax_layouts(inode, &retry);
 762                         if (error || retry)
 763                                 break;
 764                         /* fall through */
 765                 case BREAK_WRITE:
 766                         error = xfs_break_leased_layouts(inode, iolock, &retry);
 767                         break;
 768                 default:
 769                         WARN_ON_ONCE(1);
 770                         error = -EINVAL;
 771                 }
 772         } while (error == 0 && retry);
 773
 774         return error;
 775 }
 776
 777 #define XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED                                         \
 778                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
 779                  FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |      \
 780                  FALLOC_FL_INSERT_RANGE | FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE)
 781
 782 STATIC long
 783 xfs_file_fallocate(
 784         struct file             *file,
 785         int                     mode,
 786         loff_t                  offset,
 787         loff_t                  len)
 788 {
 789         struct inode            *inode = file_inode(file);
 790         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 791         long                    error;
 792         enum xfs_prealloc_flags flags = 0;
 793         uint                    iolock = XFS_IOLOCK_EXCL | XFS_MMAPLOCK_EXCL;
 794         loff_t                  new_size = 0;
 795         bool                    do_file_insert = false;
 796
 797         if (!S_ISREG(inode->i_mode))
 798                 return -EINVAL;
 799         if (mode & ~XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED)
 800                 return -EOPNOTSUPP;
 801
 802         xfs_ilock(ip, iolock);
 803         error = xfs_break_layouts(inode, &iolock, BREAK_UNMAP);
 804         if (error)
 805                 goto out_unlock;
 806
 807         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE) {
 808                 error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
 809                 if (error)
 810                         goto out_unlock;
 811         } else if (mode & FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE) {
 812                 unsigned int blksize_mask = i_blocksize(inode) - 1;
 813
 814                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
 815                         error = -EINVAL;
 816                         goto out_unlock;
 817                 }
 818
 819                 /*
 820                  * There is no need to overlap collapse range with EOF,
 821                  * in which case it is effectively a truncate operation
 822                  */
 823                 if (offset + len >= i_size_read(inode)) {
 824                         error = -EINVAL;
 825                         goto out_unlock;
 826                 }
 827
 828                 new_size = i_size_read(inode) - len;
 829
 830                 error = xfs_collapse_file_space(ip, offset, len);
 831                 if (error)
 832                         goto out_unlock;
 833         } else if (mode & FALLOC_FL_INSERT_RANGE) {
 834                 unsigned int    blksize_mask = i_blocksize(inode) - 1;
 835                 loff_t          isize = i_size_read(inode);
 836
 837                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
 838                         error = -EINVAL;
 839                         goto out_unlock;
 840                 }
 841
 842                 /*
 843                  * New inode size must not exceed ->s_maxbytes, accounting for
 844                  * possible signed overflow.
 845                  */
 846                 if (inode->i_sb->s_maxbytes - isize < len) {
 847                         error = -EFBIG;
 848                         goto out_unlock;
 849                 }
 850                 new_size = isize + len;
 851
 852                 /* Offset should be less than i_size */
 853                 if (offset >= isize) {
 854                         error = -EINVAL;
 855                         goto out_unlock;
 856                 }
 857                 do_file_insert = true;
 858         } else {
 859                 flags |= XFS_PREALLOC_SET;
 860
 861                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
 862                     offset + len > i_size_read(inode)) {
 863                         new_size = offset + len;
 864                         error = inode_newsize_ok(inode, new_size);
 865                         if (error)
 866                                 goto out_unlock;
 867                 }
 868
 869                 if (mode & FALLOC_FL_ZERO_RANGE) {
 870                         error = xfs_zero_file_space(ip, offset, len);
 871                 } else if (mode & FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE) {
 872                         error = xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
 873                         if (error)
 874                                 goto out_unlock;
 875
 876                         if (!xfs_is_always_cow_inode(ip)) {
 877                                 error = xfs_alloc_file_space(ip, offset, len,
 878                                                 XFS_BMAPI_PREALLOC);
 879                         }
 880                 } else {
 881                         /*
 882                          * If always_cow mode we can't use preallocations and
 883                          * thus should not create them.
 884                          */
 885                         if (xfs_is_always_cow_inode(ip)) {
 886                                 error = -EOPNOTSUPP;
 887                                 goto out_unlock;
 888                         }
 889
 890                         error = xfs_alloc_file_space(ip, offset, len,
 891                                                      XFS_BMAPI_PREALLOC);
 892                 }
 893                 if (error)
 894                         goto out_unlock;
 895         }
 896
 897         if (file->f_flags & O_DSYNC)
 898                 flags |= XFS_PREALLOC_SYNC;
 899
 900         error = xfs_update_prealloc_flags(ip, flags);
 901         if (error)
 902                 goto out_unlock;
 903
 904         /* Change file size if needed */
 905         if (new_size) {
 906                 struct iattr iattr;
 907
 908                 iattr.ia_valid = ATTR_SIZE;
 909                 iattr.ia_size = new_size;
 910                 error = xfs_vn_setattr_size(file_dentry(file), &iattr);
 911                 if (error)
 912                         goto out_unlock;
 913         }
 914
 915         /*
 916          * Perform hole insertion now that the file size has been
 917          * updated so that if we crash during the operation we don't
 918          * leave shifted extents past EOF and hence losing access to
 919          * the data that is contained within them.
 920          */
 921         if (do_file_insert)
 922                 error = xfs_insert_file_space(ip, offset, len);
 923
 924 out_unlock:
 925         xfs_iunlock(ip, iolock);
 926         return error;
 927 }
 928
 929
 930 STATIC loff_t
 931 xfs_file_remap_range(
 932         struct file             *file_in,
 933         loff_t                  pos_in,
 934         struct file             *file_out,
 935         loff_t                  pos_out,
 936         loff_t                  len,
 937         unsigned int            remap_flags)
 938 {
 939         struct inode            *inode_in = file_inode(file_in);
 940         struct xfs_inode        *src = XFS_I(inode_in);
 941         struct inode            *inode_out = file_inode(file_out);
 942         struct xfs_inode        *dest = XFS_I(inode_out);
 943         struct xfs_mount        *mp = src->i_mount;
 944         loff_t                  remapped = 0;
 945         xfs_extlen_t            cowextsize;
 946         int                     ret;
 947
 948         if (remap_flags & ~(REMAP_FILE_DEDUP | REMAP_FILE_ADVISORY))
 949                 return -EINVAL;
 950
 951         if (!xfs_sb_version_hasreflink(&mp->m_sb))
 952                 return -EOPNOTSUPP;
 953
 954         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 955                 return -EIO;
 956
 957         /* Prepare and then clone file data. */
 958         ret = xfs_reflink_remap_prep(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
 959                         &len, remap_flags);
 960         if (ret < 0 || len == 0)
 961                 return ret;
 962
 963         trace_xfs_reflink_remap_range(src, pos_in, len, dest, pos_out);
 964
 965         ret = xfs_reflink_remap_blocks(src, pos_in, dest, pos_out, len,
 966                         &remapped);
 967         if (ret)
 968                 goto out_unlock;
 969
 970         /*
 971          * Carry the cowextsize hint from src to dest if we're sharing the
 972          * entire source file to the entire destination file, the source file
 973          * has a cowextsize hint, and the destination file does not.
 974          */
 975         cowextsize = 0;
 976         if (pos_in == 0 && len == i_size_read(inode_in) &&
 977             (src->i_d.di_flags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE) &&
 978             pos_out == 0 && len >= i_size_read(inode_out) &&
 979             !(dest->i_d.di_flags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE))
 980                 cowextsize = src->i_d.di_cowextsize;
 981
 982         ret = xfs_reflink_update_dest(dest, pos_out + len, cowextsize,
 983                         remap_flags);
 984
 985 out_unlock:
 986         xfs_reflink_remap_unlock(file_in, file_out);
 987         if (ret)
 988                 trace_xfs_reflink_remap_range_error(dest, ret, _RET_IP_);
 989         return remapped > 0 ? remapped : ret;
 990 }
 991
 992 STATIC int
 993 xfs_file_open(
 994         struct inode    *inode,
 995         struct file     *file)
 996 {
 997         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE) && i_size_read(inode) > MAX_NON_LFS)
 998                 return -EFBIG;
 999         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_M(inode->i_sb)))
1000                 return -EIO;
1001         file->f_mode |= FMODE_NOWAIT;
1002         return 0;
1003 }
1004
1005 STATIC int
1006 xfs_dir_open(
1007         struct inode    *inode,
1008         struct file     *file)
1009 {
1010         struct xfs_inode *ip = XFS_I(inode);
1011         int             mode;
1012         int             error;
1013
1014         error = xfs_file_open(inode, file);
1015         if (error)
1016                 return error;
1017
1018         /*
1019          * If there are any blocks, read-ahead block 0 as we're almost
1020          * certain to have the next operation be a read there.
1021          */
1022         mode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1023         if (ip->i_d.di_nextents > 0)
1024                 error = xfs_dir3_data_readahead(ip, 0, -1);
1025         xfs_iunlock(ip, mode);
1026         return error;
1027 }
1028
1029 STATIC int
1030 xfs_file_release(
1031         struct inode    *inode,
1032         struct file     *filp)
1033 {
1034         return xfs_release(XFS_I(inode));
1035 }
1036
1037 STATIC int
1038 xfs_file_readdir(
1039         struct file     *file,
1040         struct dir_context *ctx)
1041 {
1042         struct inode    *inode = file_inode(file);
1043         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
1044         size_t          bufsize;
1045
1046         /*
1047          * The Linux API doesn't pass down the total size of the buffer
1048          * we read into down to the filesystem.  With the filldir concept
1049          * it's not needed for correct information, but the XFS dir2 leaf
1050          * code wants an estimate of the buffer size to calculate it's
1051          * readahead window and size the buffers used for mapping to
1052          * physical blocks.
1053          *
1054          * Try to give it an estimate that's good enough, maybe at some
1055          * point we can change the ->readdir prototype to include the
1056          * buffer size.  For now we use the current glibc buffer size.
1057          */
1058         bufsize = (size_t)min_t(loff_t, XFS_READDIR_BUFSIZE, ip->i_d.di_size);
1059
1060         return xfs_readdir(NULL, ip, ctx, bufsize);
1061 }
1062
1063 STATIC loff_t
1064 xfs_file_llseek(
1065         struct file     *file,
1066         loff_t          offset,
1067         int             whence)
1068 {
1069         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
1070
1071         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_I(inode)->i_mount))
1072                 return -EIO;
1073
1074         switch (whence) {
1075         default:
1076                 return generic_file_llseek(file, offset, whence);
1077         case SEEK_HOLE:
1078                 offset = iomap_seek_hole(inode, offset, &xfs_seek_iomap_ops);
1079                 break;
1080         case SEEK_DATA:
1081                 offset = iomap_seek_data(inode, offset, &xfs_seek_iomap_ops);
1082                 break;
1083         }
1084
1085         if (offset < 0)
1086                 return offset;
1087         return vfs_setpos(file, offset, inode->i_sb->s_maxbytes);
1088 }
1089
1090 /*
1091  * Locking for serialisation of IO during page faults. This results in a lock
1092  * ordering of:
1093  *
1094  * mmap_sem (MM)
1095  *   sb_start_pagefault(vfs, freeze)
1096  *     i_mmaplock (XFS - truncate serialisation)
1097  *       page_lock (MM)
1098  *         i_lock (XFS - extent map serialisation)
1099  */
1100 static vm_fault_t
1101 __xfs_filemap_fault(
1102         struct vm_fault         *vmf,
1103         enum page_entry_size    pe_size,
1104         bool                    write_fault)
1105 {
1106         struct inode            *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1107         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1108         vm_fault_t              ret;
1109
1110         trace_xfs_filemap_fault(ip, pe_size, write_fault);
1111
1112         if (write_fault) {
1113                 sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1114                 file_update_time(vmf->vma->vm_file);
1115         }
1116
1117         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1118         if (IS_DAX(inode)) {
1119                 pfn_t pfn;
1120
1121                 ret = dax_iomap_fault(vmf, pe_size, &pfn, NULL, &xfs_iomap_ops);
1122                 if (ret & VM_FAULT_NEEDDSYNC)
1123                         ret = dax_finish_sync_fault(vmf, pe_size, pfn);
1124         } else {
1125                 if (write_fault)
1126                         ret = iomap_page_mkwrite(vmf, &xfs_iomap_ops);
1127                 else
1128                         ret = filemap_fault(vmf);
1129         }
1130         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1131
1132         if (write_fault)
1133                 sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1134         return ret;
1135 }
1136
1137 static vm_fault_t
1138 xfs_filemap_fault(
1139         struct vm_fault         *vmf)
1140 {
1141         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1142         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE,
1143                         IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)) &&
1144                         (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE));
1145 }
1146
1147 static vm_fault_t
1148 xfs_filemap_huge_fault(
1149         struct vm_fault         *vmf,
1150         enum page_entry_size    pe_size)
1151 {
1152         if (!IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)))
1153                 return VM_FAULT_FALLBACK;
1154
1155         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1156         return __xfs_filemap_fault(vmf, pe_size,
1157                         (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE));
1158 }
1159
1160 static vm_fault_t
1161 xfs_filemap_page_mkwrite(
1162         struct vm_fault         *vmf)
1163 {
1164         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
1165 }
1166
1167 /*
1168  * pfn_mkwrite was originally intended to ensure we capture time stamp updates
1169  * on write faults. In reality, it needs to serialise against truncate and
1170  * prepare memory for writing so handle is as standard write fault.
1171  */
1172 static vm_fault_t
1173 xfs_filemap_pfn_mkwrite(
1174         struct vm_fault         *vmf)
1175 {
1176
1177         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
1178 }
1179
1180 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops = {
1181         .fault          = xfs_filemap_fault,
1182         .huge_fault     = xfs_filemap_huge_fault,
1183         .map_pages      = filemap_map_pages,
1184         .page_mkwrite   = xfs_filemap_page_mkwrite,
1185         .pfn_mkwrite    = xfs_filemap_pfn_mkwrite,
1186 };
1187
1188 STATIC int
1189 xfs_file_mmap(
1190         struct file     *filp,
1191         struct vm_area_struct *vma)
1192 {
1193         /*
1194          * We don't support synchronous mappings for non-DAX files. At least
1195          * until someone comes with a sensible use case.
1196          */
1197         if (!IS_DAX(file_inode(filp)) && (vma->vm_flags & VM_SYNC))
1198                 return -EOPNOTSUPP;
1199
1200         file_accessed(filp);
1201         vma->vm_ops = &xfs_file_vm_ops;
1202         if (IS_DAX(file_inode(filp)))
1203                 vma->vm_flags |= VM_HUGEPAGE;
1204         return 0;
1205 }
1206
1207 const struct file_operations xfs_file_operations = {
1208         .llseek         = xfs_file_llseek,
1209         .read_iter      = xfs_file_read_iter,
1210         .write_iter     = xfs_file_write_iter,
1211         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1212         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1213         .iopoll         = iomap_dio_iopoll,
1214         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1215 #ifdef CONFIG_COMPAT
1216         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1217 #endif
1218         .mmap           = xfs_file_mmap,
1219         .mmap_supported_flags = MAP_SYNC,
1220         .open           = xfs_file_open,
1221         .release        = xfs_file_release,
1222         .fsync          = xfs_file_fsync,
1223         .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area,
1224         .fallocate      = xfs_file_fallocate,
1225         .remap_file_range = xfs_file_remap_range,
1226 };
1227
1228 const struct file_operations xfs_dir_file_operations = {
1229         .open           = xfs_dir_open,
1230         .read           = generic_read_dir,
1231         .iterate_shared = xfs_file_readdir,
1232         .llseek         = generic_file_llseek,
1233         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1234 #ifdef CONFIG_COMPAT
1235         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1236 #endif
1237         .fsync          = xfs_dir_fsync,
1238 };