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_inode.h"
  14 #include "xfs_trans.h"
  15 #include "xfs_inode_item.h"
  16 #include "xfs_bmap.h"
  17 #include "xfs_bmap_util.h"
  18 #include "xfs_dir2.h"
  19 #include "xfs_dir2_priv.h"
  20 #include "xfs_ioctl.h"
  21 #include "xfs_trace.h"
  22 #include "xfs_log.h"
  23 #include "xfs_icache.h"
  24 #include "xfs_pnfs.h"
  25 #include "xfs_iomap.h"
  26 #include "xfs_reflink.h"
  27
  28 #include <linux/falloc.h>
  29 #include <linux/backing-dev.h>
  30 #include <linux/mman.h>
  31 #include <linux/fadvise.h>
  32 #include <linux/mount.h>
  33
  34 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops;
  35
  36 /*
  37  * Decide if the given file range is aligned to the size of the fundamental
  38  * allocation unit for the file.
  39  */
  40 static bool
  41 xfs_is_falloc_aligned(
  42         struct xfs_inode        *ip,
  43         loff_t                  pos,
  44         long long int           len)
  45 {
  46         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
  47         uint64_t                mask;
  48
  49         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)) {
  50                 if (!is_power_of_2(mp->m_sb.sb_rextsize)) {
  51                         u64     rextbytes;
  52                         u32     mod;
  53
  54                         rextbytes = XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_sb.sb_rextsize);
  55                         div_u64_rem(pos, rextbytes, &mod);
  56                         if (mod)
  57                                 return false;
  58                         div_u64_rem(len, rextbytes, &mod);
  59                         return mod == 0;
  60                 }
  61                 mask = XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_sb.sb_rextsize) - 1;
  62         } else {
  63                 mask = mp->m_sb.sb_blocksize - 1;
  64         }
  65
  66         return !((pos | len) & mask);
  67 }
  68
  69 int
  70 xfs_update_prealloc_flags(
  71         struct xfs_inode        *ip,
  72         enum xfs_prealloc_flags flags)
  73 {
  74         struct xfs_trans        *tp;
  75         int                     error;
  76
  77         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_writeid,
  78                         0, 0, 0, &tp);
  79         if (error)
  80                 return error;
  81
  82         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
  83         xfs_trans_ijoin(tp, ip, XFS_ILOCK_EXCL);
  84
  85         if (!(flags & XFS_PREALLOC_INVISIBLE)) {
  86                 VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISUID;
  87                 if (VFS_I(ip)->i_mode & S_IXGRP)
  88                         VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISGID;
  89                 xfs_trans_ichgtime(tp, ip, XFS_ICHGTIME_MOD | XFS_ICHGTIME_CHG);
  90         }
  91
  92         if (flags & XFS_PREALLOC_SET)
  93                 ip->i_diflags |= XFS_DIFLAG_PREALLOC;
  94         if (flags & XFS_PREALLOC_CLEAR)
  95                 ip->i_diflags &= ~XFS_DIFLAG_PREALLOC;
  96
  97         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
  98         if (flags & XFS_PREALLOC_SYNC)
  99                 xfs_trans_set_sync(tp);
 100         return xfs_trans_commit(tp);
 101 }
 102
 103 /*
 104  * Fsync operations on directories are much simpler than on regular files,
 105  * as there is no file data to flush, and thus also no need for explicit
 106  * cache flush operations, and there are no non-transaction metadata updates
 107  * on directories either.
 108  */
 109 STATIC int
 110 xfs_dir_fsync(
 111         struct file             *file,
 112         loff_t                  start,
 113         loff_t                  end,
 114         int                     datasync)
 115 {
 116         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
 117
 118         trace_xfs_dir_fsync(ip);
 119         return xfs_log_force_inode(ip);
 120 }
 121
 122 static xfs_csn_t
 123 xfs_fsync_seq(
 124         struct xfs_inode        *ip,
 125         bool                    datasync)
 126 {
 127         if (!xfs_ipincount(ip))
 128                 return 0;
 129         if (datasync && !(ip->i_itemp->ili_fsync_fields & ~XFS_ILOG_TIMESTAMP))
 130                 return 0;
 131         return ip->i_itemp->ili_commit_seq;
 132 }
 133
 134 /*
 135  * All metadata updates are logged, which means that we just have to flush the
 136  * log up to the latest LSN that touched the inode.
 137  *
 138  * If we have concurrent fsync/fdatasync() calls, we need them to all block on
 139  * the log force before we clear the ili_fsync_fields field. This ensures that
 140  * we don't get a racing sync operation that does not wait for the metadata to
 141  * hit the journal before returning.  If we race with clearing ili_fsync_fields,
 142  * then all that will happen is the log force will do nothing as the lsn will
 143  * already be on disk.  We can't race with setting ili_fsync_fields because that
 144  * is done under XFS_ILOCK_EXCL, and that can't happen because we hold the lock
 145  * shared until after the ili_fsync_fields is cleared.
 146  */
 147 static  int
 148 xfs_fsync_flush_log(
 149         struct xfs_inode        *ip,
 150         bool                    datasync,
 151         int                     *log_flushed)
 152 {
 153         int                     error = 0;
 154         xfs_csn_t               seq;
 155
 156         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 157         seq = xfs_fsync_seq(ip, datasync);
 158         if (seq) {
 159                 error = xfs_log_force_seq(ip->i_mount, seq, XFS_LOG_SYNC,
 160                                           log_flushed);
 161
 162                 spin_lock(&ip->i_itemp->ili_lock);
 163                 ip->i_itemp->ili_fsync_fields = 0;
 164                 spin_unlock(&ip->i_itemp->ili_lock);
 165         }
 166         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 167         return error;
 168 }
 169
 170 STATIC int
 171 xfs_file_fsync(
 172         struct file             *file,
 173         loff_t                  start,
 174         loff_t                  end,
 175         int                     datasync)
 176 {
 177         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
 178         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 179         int                     error = 0;
 180         int                     log_flushed = 0;
 181
 182         trace_xfs_file_fsync(ip);
 183
 184         error = file_write_and_wait_range(file, start, end);
 185         if (error)
 186                 return error;
 187
 188         if (xfs_is_shutdown(mp))
 189                 return -EIO;
 190
 191         xfs_iflags_clear(ip, XFS_ITRUNCATED);
 192
 193         /*
 194          * If we have an RT and/or log subvolume we need to make sure to flush
 195          * the write cache the device used for file data first.  This is to
 196          * ensure newly written file data make it to disk before logging the new
 197          * inode size in case of an extending write.
 198          */
 199         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
 200                 blkdev_issue_flush(mp->m_rtdev_targp->bt_bdev);
 201         else if (mp->m_logdev_targp != mp->m_ddev_targp)
 202                 blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp->bt_bdev);
 203
 204         /*
 205          * Any inode that has dirty modifications in the log is pinned.  The
 206          * racy check here for a pinned inode while not catch modifications
 207          * that happen concurrently to the fsync call, but fsync semantics
 208          * only require to sync previously completed I/O.
 209          */
 210         if (xfs_ipincount(ip))
 211                 error = xfs_fsync_flush_log(ip, datasync, &log_flushed);
 212
 213         /*
 214          * If we only have a single device, and the log force about was
 215          * a no-op we might have to flush the data device cache here.
 216          * This can only happen for fdatasync/O_DSYNC if we were overwriting
 217          * an already allocated file and thus do not have any metadata to
 218          * commit.
 219          */
 220         if (!log_flushed && !XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) &&
 221             mp->m_logdev_targp == mp->m_ddev_targp)
 222                 blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp->bt_bdev);
 223
 224         return error;
 225 }
 226
 227 static int
 228 xfs_ilock_iocb(
 229         struct kiocb            *iocb,
 230         unsigned int            lock_mode)
 231 {
 232         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 233
 234         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 235                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, lock_mode))
 236                         return -EAGAIN;
 237         } else {
 238                 xfs_ilock(ip, lock_mode);
 239         }
 240
 241         return 0;
 242 }
 243
 244 STATIC ssize_t
 245 xfs_file_dio_read(
 246         struct kiocb            *iocb,
 247         struct iov_iter         *to)
 248 {
 249         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 250         ssize_t                 ret;
 251
 252         trace_xfs_file_direct_read(iocb, to);
 253
 254         if (!iov_iter_count(to))
 255                 return 0; /* skip atime */
 256
 257         file_accessed(iocb->ki_filp);
 258
 259         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, XFS_IOLOCK_SHARED);
 260         if (ret)
 261                 return ret;
 262         ret = iomap_dio_rw(iocb, to, &xfs_read_iomap_ops, NULL, 0);
 263         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 264
 265         return ret;
 266 }
 267
 268 static noinline ssize_t
 269 xfs_file_dax_read(
 270         struct kiocb            *iocb,
 271         struct iov_iter         *to)
 272 {
 273         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(iocb->ki_filp->f_mapping->host);
 274         ssize_t                 ret = 0;
 275
 276         trace_xfs_file_dax_read(iocb, to);
 277
 278         if (!iov_iter_count(to))
 279                 return 0; /* skip atime */
 280
 281         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, XFS_IOLOCK_SHARED);
 282         if (ret)
 283                 return ret;
 284         ret = dax_iomap_rw(iocb, to, &xfs_read_iomap_ops);
 285         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 286
 287         file_accessed(iocb->ki_filp);
 288         return ret;
 289 }
 290
 291 STATIC ssize_t
 292 xfs_file_buffered_read(
 293         struct kiocb            *iocb,
 294         struct iov_iter         *to)
 295 {
 296         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 297         ssize_t                 ret;
 298
 299         trace_xfs_file_buffered_read(iocb, to);
 300
 301         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, XFS_IOLOCK_SHARED);
 302         if (ret)
 303                 return ret;
 304         ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
 305         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 306
 307         return ret;
 308 }
 309
 310 STATIC ssize_t
 311 xfs_file_read_iter(
 312         struct kiocb            *iocb,
 313         struct iov_iter         *to)
 314 {
 315         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 316         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(inode)->i_mount;
 317         ssize_t                 ret = 0;
 318
 319         XFS_STATS_INC(mp, xs_read_calls);
 320
 321         if (xfs_is_shutdown(mp))
 322                 return -EIO;
 323
 324         if (IS_DAX(inode))
 325                 ret = xfs_file_dax_read(iocb, to);
 326         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)
 327                 ret = xfs_file_dio_read(iocb, to);
 328         else
 329                 ret = xfs_file_buffered_read(iocb, to);
 330
 331         if (ret > 0)
 332                 XFS_STATS_ADD(mp, xs_read_bytes, ret);
 333         return ret;
 334 }
 335
 336 /*
 337  * Common pre-write limit and setup checks.
 338  *
 339  * Called with the iolocked held either shared and exclusive according to
 340  * @iolock, and returns with it held.  Might upgrade the iolock to exclusive
 341  * if called for a direct write beyond i_size.
 342  */
 343 STATIC ssize_t
 344 xfs_file_write_checks(
 345         struct kiocb            *iocb,
 346         struct iov_iter         *from,
 347         int                     *iolock)
 348 {
 349         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 350         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 351         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 352         ssize_t                 error = 0;
 353         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 354         bool                    drained_dio = false;
 355         loff_t                  isize;
 356
 357 restart:
 358         error = generic_write_checks(iocb, from);
 359         if (error <= 0)
 360                 return error;
 361
 362         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 363                 error = break_layout(inode, false);
 364                 if (error == -EWOULDBLOCK)
 365                         error = -EAGAIN;
 366         } else {
 367                 error = xfs_break_layouts(inode, iolock, BREAK_WRITE);
 368         }
 369
 370         if (error)
 371                 return error;
 372
 373         /*
 374          * For changing security info in file_remove_privs() we need i_rwsem
 375          * exclusively.
 376          */
 377         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED && !IS_NOSEC(inode)) {
 378                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
 379                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 380                 error = xfs_ilock_iocb(iocb, *iolock);
 381                 if (error) {
 382                         *iolock = 0;
 383                         return error;
 384                 }
 385                 goto restart;
 386         }
 387
 388         /*
 389          * If the offset is beyond the size of the file, we need to zero any
 390          * blocks that fall between the existing EOF and the start of this
 391          * write.  If zeroing is needed and we are currently holding the iolock
 392          * shared, we need to update it to exclusive which implies having to
 393          * redo all checks before.
 394          *
 395          * We need to serialise against EOF updates that occur in IO completions
 396          * here. We want to make sure that nobody is changing the size while we
 397          * do this check until we have placed an IO barrier (i.e.  hold the
 398          * XFS_IOLOCK_EXCL) that prevents new IO from being dispatched.  The
 399          * spinlock effectively forms a memory barrier once we have the
 400          * XFS_IOLOCK_EXCL so we are guaranteed to see the latest EOF value and
 401          * hence be able to correctly determine if we need to run zeroing.
 402          *
 403          * We can do an unlocked check here safely as IO completion can only
 404          * extend EOF. Truncate is locked out at this point, so the EOF can
 405          * not move backwards, only forwards. Hence we only need to take the
 406          * slow path and spin locks when we are at or beyond the current EOF.
 407          */
 408         if (iocb->ki_pos <= i_size_read(inode))
 409                 goto out;
 410
 411         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 412         isize = i_size_read(inode);
 413         if (iocb->ki_pos > isize) {
 414                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 415
 416                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 417                         return -EAGAIN;
 418
 419                 if (!drained_dio) {
 420                         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
 421                                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
 422                                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 423                                 xfs_ilock(ip, *iolock);
 424                                 iov_iter_reexpand(from, count);
 425                         }
 426                         /*
 427                          * We now have an IO submission barrier in place, but
 428                          * AIO can do EOF updates during IO completion and hence
 429                          * we now need to wait for all of them to drain. Non-AIO
 430                          * DIO will have drained before we are given the
 431                          * XFS_IOLOCK_EXCL, and so for most cases this wait is a
 432                          * no-op.
 433                          */
 434                         inode_dio_wait(inode);
 435                         drained_dio = true;
 436                         goto restart;
 437                 }
 438
 439                 trace_xfs_zero_eof(ip, isize, iocb->ki_pos - isize);
 440                 error = iomap_zero_range(inode, isize, iocb->ki_pos - isize,
 441                                 NULL, &xfs_buffered_write_iomap_ops);
 442                 if (error)
 443                         return error;
 444         } else
 445                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 446
 447 out:
 448         return file_modified(file);
 449 }
 450
 451 static int
 452 xfs_dio_write_end_io(
 453         struct kiocb            *iocb,
 454         ssize_t                 size,
 455         int                     error,
 456         unsigned                flags)
 457 {
 458         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 459         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 460         loff_t                  offset = iocb->ki_pos;
 461         unsigned int            nofs_flag;
 462
 463         trace_xfs_end_io_direct_write(ip, offset, size);
 464
 465         if (xfs_is_shutdown(ip->i_mount))
 466                 return -EIO;
 467
 468         if (error)
 469                 return error;
 470         if (!size)
 471                 return 0;
 472
 473         /*
 474          * Capture amount written on completion as we can't reliably account
 475          * for it on submission.
 476          */
 477         XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, size);
 478
 479         /*
 480          * We can allocate memory here while doing writeback on behalf of
 481          * memory reclaim.  To avoid memory allocation deadlocks set the
 482          * task-wide nofs context for the following operations.
 483          */
 484         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
 485
 486         if (flags & IOMAP_DIO_COW) {
 487                 error = xfs_reflink_end_cow(ip, offset, size);
 488                 if (error)
 489                         goto out;
 490         }
 491
 492         /*
 493          * Unwritten conversion updates the in-core isize after extent
 494          * conversion but before updating the on-disk size. Updating isize any
 495          * earlier allows a racing dio read to find unwritten extents before
 496          * they are converted.
 497          */
 498         if (flags & IOMAP_DIO_UNWRITTEN) {
 499                 error = xfs_iomap_write_unwritten(ip, offset, size, true);
 500                 goto out;
 501         }
 502
 503         /*
 504          * We need to update the in-core inode size here so that we don't end up
 505          * with the on-disk inode size being outside the in-core inode size. We
 506          * have no other method of updating EOF for AIO, so always do it here
 507          * if necessary.
 508          *
 509          * We need to lock the test/set EOF update as we can be racing with
 510          * other IO completions here to update the EOF. Failing to serialise
 511          * here can result in EOF moving backwards and Bad Things Happen when
 512          * that occurs.
 513          *
 514          * As IO completion only ever extends EOF, we can do an unlocked check
 515          * here to avoid taking the spinlock. If we land within the current EOF,
 516          * then we do not need to do an extending update at all, and we don't
 517          * need to take the lock to check this. If we race with an update moving
 518          * EOF, then we'll either still be beyond EOF and need to take the lock,
 519          * or we'll be within EOF and we don't need to take it at all.
 520          */
 521         if (offset + size <= i_size_read(inode))
 522                 goto out;
 523
 524         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 525         if (offset + size > i_size_read(inode)) {
 526                 i_size_write(inode, offset + size);
 527                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 528                 error = xfs_setfilesize(ip, offset, size);
 529         } else {
 530                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 531         }
 532
 533 out:
 534         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
 535         return error;
 536 }
 537
 538 static const struct iomap_dio_ops xfs_dio_write_ops = {
 539         .end_io         = xfs_dio_write_end_io,
 540 };
 541
 542 /*
 543  * Handle block aligned direct I/O writes
 544  */
 545 static noinline ssize_t
 546 xfs_file_dio_write_aligned(
 547         struct xfs_inode        *ip,
 548         struct kiocb            *iocb,
 549         struct iov_iter         *from)
 550 {
 551         int                     iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 552         ssize_t                 ret;
 553
 554         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, iolock);
 555         if (ret)
 556                 return ret;
 557         ret = xfs_file_write_checks(iocb, from, &iolock);
 558         if (ret)
 559                 goto out_unlock;
 560
 561         /*
 562          * We don't need to hold the IOLOCK exclusively across the IO, so demote
 563          * the iolock back to shared if we had to take the exclusive lock in
 564          * xfs_file_write_checks() for other reasons.
 565          */
 566         if (iolock == XFS_IOLOCK_EXCL) {
 567                 xfs_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 568                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 569         }
 570         trace_xfs_file_direct_write(iocb, from);
 571         ret = iomap_dio_rw(iocb, from, &xfs_direct_write_iomap_ops,
 572                            &xfs_dio_write_ops, 0);
 573 out_unlock:
 574         if (iolock)
 575                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 576         return ret;
 577 }
 578
 579 /*
 580  * Handle block unaligned direct I/O writes
 581  *
 582  * In most cases direct I/O writes will be done holding IOLOCK_SHARED, allowing
 583  * them to be done in parallel with reads and other direct I/O writes.  However,
 584  * if the I/O is not aligned to filesystem blocks, the direct I/O layer may need
 585  * to do sub-block zeroing and that requires serialisation against other direct
 586  * I/O to the same block.  In this case we need to serialise the submission of
 587  * the unaligned I/O so that we don't get racing block zeroing in the dio layer.
 588  * In the case where sub-block zeroing is not required, we can do concurrent
 589  * sub-block dios to the same block successfully.
 590  *
 591  * Optimistically submit the I/O using the shared lock first, but use the
 592  * IOMAP_DIO_OVERWRITE_ONLY flag to tell the lower layers to return -EAGAIN
 593  * if block allocation or partial block zeroing would be required.  In that case
 594  * we try again with the exclusive lock.
 595  */
 596 static noinline ssize_t
 597 xfs_file_dio_write_unaligned(
 598         struct xfs_inode        *ip,
 599         struct kiocb            *iocb,
 600         struct iov_iter         *from)
 601 {
 602         size_t                  isize = i_size_read(VFS_I(ip));
 603         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 604         int                     iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 605         unsigned int            flags = IOMAP_DIO_OVERWRITE_ONLY;
 606         ssize_t                 ret;
 607
 608         /*
 609          * Extending writes need exclusivity because of the sub-block zeroing
 610          * that the DIO code always does for partial tail blocks beyond EOF, so
 611          * don't even bother trying the fast path in this case.
 612          */
 613         if (iocb->ki_pos > isize || iocb->ki_pos + count >= isize) {
 614 retry_exclusive:
 615                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 616                         return -EAGAIN;
 617                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 618                 flags = IOMAP_DIO_FORCE_WAIT;
 619         }
 620
 621         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, iolock);
 622         if (ret)
 623                 return ret;
 624
 625         /*
 626          * We can't properly handle unaligned direct I/O to reflink files yet,
 627          * as we can't unshare a partial block.
 628          */
 629         if (xfs_is_cow_inode(ip)) {
 630                 trace_xfs_reflink_bounce_dio_write(iocb, from);
 631                 ret = -ENOTBLK;
 632                 goto out_unlock;
 633         }
 634
 635         ret = xfs_file_write_checks(iocb, from, &iolock);
 636         if (ret)
 637                 goto out_unlock;
 638
 639         /*
 640          * If we are doing exclusive unaligned I/O, this must be the only I/O
 641          * in-flight.  Otherwise we risk data corruption due to unwritten extent
 642          * conversions from the AIO end_io handler.  Wait for all other I/O to
 643          * drain first.
 644          */
 645         if (flags & IOMAP_DIO_FORCE_WAIT)
 646                 inode_dio_wait(VFS_I(ip));
 647
 648         trace_xfs_file_direct_write(iocb, from);
 649         ret = iomap_dio_rw(iocb, from, &xfs_direct_write_iomap_ops,
 650                            &xfs_dio_write_ops, flags);
 651
 652         /*
 653          * Retry unaligned I/O with exclusive blocking semantics if the DIO
 654          * layer rejected it for mapping or locking reasons. If we are doing
 655          * nonblocking user I/O, propagate the error.
 656          */
 657         if (ret == -EAGAIN && !(iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)) {
 658                 ASSERT(flags & IOMAP_DIO_OVERWRITE_ONLY);
 659                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 660                 goto retry_exclusive;
 661         }
 662
 663 out_unlock:
 664         if (iolock)
 665                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 666         return ret;
 667 }
 668
 669 static ssize_t
 670 xfs_file_dio_write(
 671         struct kiocb            *iocb,
 672         struct iov_iter         *from)
 673 {
 674         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 675         struct xfs_buftarg      *target = xfs_inode_buftarg(ip);
 676         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 677
 678         /* direct I/O must be aligned to device logical sector size */
 679         if ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask)
 680                 return -EINVAL;
 681         if ((iocb->ki_pos | count) & ip->i_mount->m_blockmask)
 682                 return xfs_file_dio_write_unaligned(ip, iocb, from);
 683         return xfs_file_dio_write_aligned(ip, iocb, from);
 684 }
 685
 686 static noinline ssize_t
 687 xfs_file_dax_write(
 688         struct kiocb            *iocb,
 689         struct iov_iter         *from)
 690 {
 691         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 692         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 693         int                     iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 694         ssize_t                 ret, error = 0;
 695         loff_t                  pos;
 696
 697         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, iolock);
 698         if (ret)
 699                 return ret;
 700         ret = xfs_file_write_checks(iocb, from, &iolock);
 701         if (ret)
 702                 goto out;
 703
 704         pos = iocb->ki_pos;
 705
 706         trace_xfs_file_dax_write(iocb, from);
 707         ret = dax_iomap_rw(iocb, from, &xfs_direct_write_iomap_ops);
 708         if (ret > 0 && iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
 709                 i_size_write(inode, iocb->ki_pos);
 710                 error = xfs_setfilesize(ip, pos, ret);
 711         }
 712 out:
 713         if (iolock)
 714                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 715         if (error)
 716                 return error;
 717
 718         if (ret > 0) {
 719                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 720
 721                 /* Handle various SYNC-type writes */
 722                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 723         }
 724         return ret;
 725 }
 726
 727 STATIC ssize_t
 728 xfs_file_buffered_write(
 729         struct kiocb            *iocb,
 730         struct iov_iter         *from)
 731 {
 732         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 733         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 734         struct inode            *inode = mapping->host;
 735         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 736         ssize_t                 ret;
 737         bool                    cleared_space = false;
 738         int                     iolock;
 739
 740         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 741                 return -EOPNOTSUPP;
 742
 743 write_retry:
 744         iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 745         xfs_ilock(ip, iolock);
 746
 747         ret = xfs_file_write_checks(iocb, from, &iolock);
 748         if (ret)
 749                 goto out;
 750
 751         /* We can write back this queue in page reclaim */
 752         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
 753
 754         trace_xfs_file_buffered_write(iocb, from);
 755         ret = iomap_file_buffered_write(iocb, from,
 756                         &xfs_buffered_write_iomap_ops);
 757         if (likely(ret >= 0))
 758                 iocb->ki_pos += ret;
 759
 760         /*
 761          * If we hit a space limit, try to free up some lingering preallocated
 762          * space before returning an error. In the case of ENOSPC, first try to
 763          * write back all dirty inodes to free up some of the excess reserved
 764          * metadata space. This reduces the chances that the eofblocks scan
 765          * waits on dirty mappings. Since xfs_flush_inodes() is serialized, this
 766          * also behaves as a filter to prevent too many eofblocks scans from
 767          * running at the same time.  Use a synchronous scan to increase the
 768          * effectiveness of the scan.
 769          */
 770         if (ret == -EDQUOT && !cleared_space) {
 771                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 772                 xfs_blockgc_free_quota(ip, XFS_ICWALK_FLAG_SYNC);
 773                 cleared_space = true;
 774                 goto write_retry;
 775         } else if (ret == -ENOSPC && !cleared_space) {
 776                 struct xfs_icwalk       icw = {0};
 777
 778                 cleared_space = true;
 779                 xfs_flush_inodes(ip->i_mount);
 780
 781                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 782                 icw.icw_flags = XFS_ICWALK_FLAG_SYNC;
 783                 xfs_blockgc_free_space(ip->i_mount, &icw);
 784                 goto write_retry;
 785         }
 786
 787         current->backing_dev_info = NULL;
 788 out:
 789         if (iolock)
 790                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 791
 792         if (ret > 0) {
 793                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 794                 /* Handle various SYNC-type writes */
 795                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 796         }
 797         return ret;
 798 }
 799
 800 STATIC ssize_t
 801 xfs_file_write_iter(
 802         struct kiocb            *iocb,
 803         struct iov_iter         *from)
 804 {
 805         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 806         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 807         struct inode            *inode = mapping->host;
 808         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 809         ssize_t                 ret;
 810         size_t                  ocount = iov_iter_count(from);
 811
 812         XFS_STATS_INC(ip->i_mount, xs_write_calls);
 813
 814         if (ocount == 0)
 815                 return 0;
 816
 817         if (xfs_is_shutdown(ip->i_mount))
 818                 return -EIO;
 819
 820         if (IS_DAX(inode))
 821                 return xfs_file_dax_write(iocb, from);
 822
 823         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
 824                 /*
 825                  * Allow a directio write to fall back to a buffered
 826                  * write *only* in the case that we're doing a reflink
 827                  * CoW.  In all other directio scenarios we do not
 828                  * allow an operation to fall back to buffered mode.
 829                  */
 830                 ret = xfs_file_dio_write(iocb, from);
 831                 if (ret != -ENOTBLK)
 832                         return ret;
 833         }
 834
 835         return xfs_file_buffered_write(iocb, from);
 836 }
 837
 838 static void
 839 xfs_wait_dax_page(
 840         struct inode            *inode)
 841 {
 842         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 843
 844         xfs_iunlock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 845         schedule();
 846         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 847 }
 848
 849 static int
 850 xfs_break_dax_layouts(
 851         struct inode            *inode,
 852         bool                    *retry)
 853 {
 854         struct page             *page;
 855
 856         ASSERT(xfs_isilocked(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_EXCL));
 857
 858         page = dax_layout_busy_page(inode->i_mapping);
 859         if (!page)
 860                 return 0;
 861
 862         *retry = true;
 863         return ___wait_var_event(&page->_refcount,
 864                         atomic_read(&page->_refcount) == 1, TASK_INTERRUPTIBLE,
 865                         0, 0, xfs_wait_dax_page(inode));
 866 }
 867
 868 int
 869 xfs_break_layouts(
 870         struct inode            *inode,
 871         uint                    *iolock,
 872         enum layout_break_reason reason)
 873 {
 874         bool                    retry;
 875         int                     error;
 876
 877         ASSERT(xfs_isilocked(XFS_I(inode), XFS_IOLOCK_SHARED|XFS_IOLOCK_EXCL));
 878
 879         do {
 880                 retry = false;
 881                 switch (reason) {
 882                 case BREAK_UNMAP:
 883                         error = xfs_break_dax_layouts(inode, &retry);
 884                         if (error || retry)
 885                                 break;
 886                         fallthrough;
 887                 case BREAK_WRITE:
 888                         error = xfs_break_leased_layouts(inode, iolock, &retry);
 889                         break;
 890                 default:
 891                         WARN_ON_ONCE(1);
 892                         error = -EINVAL;
 893                 }
 894         } while (error == 0 && retry);
 895
 896         return error;
 897 }
 898
 899 #define XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED                                         \
 900                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
 901                  FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |      \
 902                  FALLOC_FL_INSERT_RANGE | FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE)
 903
 904 STATIC long
 905 xfs_file_fallocate(
 906         struct file             *file,
 907         int                     mode,
 908         loff_t                  offset,
 909         loff_t                  len)
 910 {
 911         struct inode            *inode = file_inode(file);
 912         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 913         long                    error;
 914         enum xfs_prealloc_flags flags = 0;
 915         uint                    iolock = XFS_IOLOCK_EXCL | XFS_MMAPLOCK_EXCL;
 916         loff_t                  new_size = 0;
 917         bool                    do_file_insert = false;
 918
 919         if (!S_ISREG(inode->i_mode))
 920                 return -EINVAL;
 921         if (mode & ~XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED)
 922                 return -EOPNOTSUPP;
 923
 924         xfs_ilock(ip, iolock);
 925         error = xfs_break_layouts(inode, &iolock, BREAK_UNMAP);
 926         if (error)
 927                 goto out_unlock;
 928
 929         /*
 930          * Must wait for all AIO to complete before we continue as AIO can
 931          * change the file size on completion without holding any locks we
 932          * currently hold. We must do this first because AIO can update both
 933          * the on disk and in memory inode sizes, and the operations that follow
 934          * require the in-memory size to be fully up-to-date.
 935          */
 936         inode_dio_wait(inode);
 937
 938         /*
 939          * Now AIO and DIO has drained we flush and (if necessary) invalidate
 940          * the cached range over the first operation we are about to run.
 941          *
 942          * We care about zero and collapse here because they both run a hole
 943          * punch over the range first. Because that can zero data, and the range
 944          * of invalidation for the shift operations is much larger, we still do
 945          * the required flush for collapse in xfs_prepare_shift().
 946          *
 947          * Insert has the same range requirements as collapse, and we extend the
 948          * file first which can zero data. Hence insert has the same
 949          * flush/invalidate requirements as collapse and so they are both
 950          * handled at the right time by xfs_prepare_shift().
 951          */
 952         if (mode & (FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |
 953                     FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE)) {
 954                 error = xfs_flush_unmap_range(ip, offset, len);
 955                 if (error)
 956                         goto out_unlock;
 957         }
 958
 959         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE) {
 960                 error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
 961                 if (error)
 962                         goto out_unlock;
 963         } else if (mode & FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE) {
 964                 if (!xfs_is_falloc_aligned(ip, offset, len)) {
 965                         error = -EINVAL;
 966                         goto out_unlock;
 967                 }
 968
 969                 /*
 970                  * There is no need to overlap collapse range with EOF,
 971                  * in which case it is effectively a truncate operation
 972                  */
 973                 if (offset + len >= i_size_read(inode)) {
 974                         error = -EINVAL;
 975                         goto out_unlock;
 976                 }
 977
 978                 new_size = i_size_read(inode) - len;
 979
 980                 error = xfs_collapse_file_space(ip, offset, len);
 981                 if (error)
 982                         goto out_unlock;
 983         } else if (mode & FALLOC_FL_INSERT_RANGE) {
 984                 loff_t          isize = i_size_read(inode);
 985
 986                 if (!xfs_is_falloc_aligned(ip, offset, len)) {
 987                         error = -EINVAL;
 988                         goto out_unlock;
 989                 }
 990
 991                 /*
 992                  * New inode size must not exceed ->s_maxbytes, accounting for
 993                  * possible signed overflow.
 994                  */
 995                 if (inode->i_sb->s_maxbytes - isize < len) {
 996                         error = -EFBIG;
 997                         goto out_unlock;
 998                 }
 999                 new_size = isize + len;
1000
1001                 /* Offset should be less than i_size */
1002                 if (offset >= isize) {
1003                         error = -EINVAL;
1004                         goto out_unlock;
1005                 }
1006                 do_file_insert = true;
1007         } else {
1008                 flags |= XFS_PREALLOC_SET;
1009
1010                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
1011                     offset + len > i_size_read(inode)) {
1012                         new_size = offset + len;
1013                         error = inode_newsize_ok(inode, new_size);
1014                         if (error)
1015                                 goto out_unlock;
1016                 }
1017
1018                 if (mode & FALLOC_FL_ZERO_RANGE) {
1019                         /*
1020                          * Punch a hole and prealloc the range.  We use a hole
1021                          * punch rather than unwritten extent conversion for two
1022                          * reasons:
1023                          *
1024                          *   1.) Hole punch handles partial block zeroing for us.
1025                          *   2.) If prealloc returns ENOSPC, the file range is
1026                          *       still zero-valued by virtue of the hole punch.
1027                          */
1028                         unsigned int blksize = i_blocksize(inode);
1029
1030                         trace_xfs_zero_file_space(ip);
1031
1032                         error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
1033                         if (error)
1034                                 goto out_unlock;
1035
1036                         len = round_up(offset + len, blksize) -
1037                               round_down(offset, blksize);
1038                         offset = round_down(offset, blksize);
1039                 } else if (mode & FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE) {
1040                         error = xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
1041                         if (error)
1042                                 goto out_unlock;
1043                 } else {
1044                         /*
1045                          * If always_cow mode we can't use preallocations and
1046                          * thus should not create them.
1047                          */
1048                         if (xfs_is_always_cow_inode(ip)) {
1049                                 error = -EOPNOTSUPP;
1050                                 goto out_unlock;
1051                         }
1052                 }
1053
1054                 if (!xfs_is_always_cow_inode(ip)) {
1055                         error = xfs_alloc_file_space(ip, offset, len,
1056                                                      XFS_BMAPI_PREALLOC);
1057                         if (error)
1058                                 goto out_unlock;
1059                 }
1060         }
1061
1062         if (file->f_flags & O_DSYNC)
1063                 flags |= XFS_PREALLOC_SYNC;
1064
1065         error = xfs_update_prealloc_flags(ip, flags);
1066         if (error)
1067                 goto out_unlock;
1068
1069         /* Change file size if needed */
1070         if (new_size) {
1071                 struct iattr iattr;
1072
1073                 iattr.ia_valid = ATTR_SIZE;
1074                 iattr.ia_size = new_size;
1075                 error = xfs_vn_setattr_size(file_mnt_user_ns(file),
1076                                             file_dentry(file), &iattr);
1077                 if (error)
1078                         goto out_unlock;
1079         }
1080
1081         /*
1082          * Perform hole insertion now that the file size has been
1083          * updated so that if we crash during the operation we don't
1084          * leave shifted extents past EOF and hence losing access to
1085          * the data that is contained within them.
1086          */
1087         if (do_file_insert)
1088                 error = xfs_insert_file_space(ip, offset, len);
1089
1090 out_unlock:
1091         xfs_iunlock(ip, iolock);
1092         return error;
1093 }
1094
1095 STATIC int
1096 xfs_file_fadvise(
1097         struct file     *file,
1098         loff_t          start,
1099         loff_t          end,
1100         int             advice)
1101 {
1102         struct xfs_inode *ip = XFS_I(file_inode(file));
1103         int ret;
1104         int lockflags = 0;
1105
1106         /*
1107          * Operations creating pages in page cache need protection from hole
1108          * punching and similar ops
1109          */
1110         if (advice == POSIX_FADV_WILLNEED) {
1111                 lockflags = XFS_IOLOCK_SHARED;
1112                 xfs_ilock(ip, lockflags);
1113         }
1114         ret = generic_fadvise(file, start, end, advice);
1115         if (lockflags)
1116                 xfs_iunlock(ip, lockflags);
1117         return ret;
1118 }
1119
1120 /* Does this file, inode, or mount want synchronous writes? */
1121 static inline bool xfs_file_sync_writes(struct file *filp)
1122 {
1123         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(filp));
1124
1125         if (xfs_has_wsync(ip->i_mount))
1126                 return true;
1127         if (filp->f_flags & (__O_SYNC | O_DSYNC))
1128                 return true;
1129         if (IS_SYNC(file_inode(filp)))
1130                 return true;
1131
1132         return false;
1133 }
1134
1135 STATIC loff_t
1136 xfs_file_remap_range(
1137         struct file             *file_in,
1138         loff_t                  pos_in,
1139         struct file             *file_out,
1140         loff_t                  pos_out,
1141         loff_t                  len,
1142         unsigned int            remap_flags)
1143 {
1144         struct inode            *inode_in = file_inode(file_in);
1145         struct xfs_inode        *src = XFS_I(inode_in);
1146         struct inode            *inode_out = file_inode(file_out);
1147         struct xfs_inode        *dest = XFS_I(inode_out);
1148         struct xfs_mount        *mp = src->i_mount;
1149         loff_t                  remapped = 0;
1150         xfs_extlen_t            cowextsize;
1151         int                     ret;
1152
1153         if (remap_flags & ~(REMAP_FILE_DEDUP | REMAP_FILE_ADVISORY))
1154                 return -EINVAL;
1155
1156         if (!xfs_has_reflink(mp))
1157                 return -EOPNOTSUPP;
1158
1159         if (xfs_is_shutdown(mp))
1160                 return -EIO;
1161
1162         /* Prepare and then clone file data. */
1163         ret = xfs_reflink_remap_prep(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
1164                         &len, remap_flags);
1165         if (ret || len == 0)
1166                 return ret;
1167
1168         trace_xfs_reflink_remap_range(src, pos_in, len, dest, pos_out);
1169
1170         ret = xfs_reflink_remap_blocks(src, pos_in, dest, pos_out, len,
1171                         &remapped);
1172         if (ret)
1173                 goto out_unlock;
1174
1175         /*
1176          * Carry the cowextsize hint from src to dest if we're sharing the
1177          * entire source file to the entire destination file, the source file
1178          * has a cowextsize hint, and the destination file does not.
1179          */
1180         cowextsize = 0;
1181         if (pos_in == 0 && len == i_size_read(inode_in) &&
1182             (src->i_diflags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE) &&
1183             pos_out == 0 && len >= i_size_read(inode_out) &&
1184             !(dest->i_diflags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE))
1185                 cowextsize = src->i_cowextsize;
1186
1187         ret = xfs_reflink_update_dest(dest, pos_out + len, cowextsize,
1188                         remap_flags);
1189         if (ret)
1190                 goto out_unlock;
1191
1192         if (xfs_file_sync_writes(file_in) || xfs_file_sync_writes(file_out))
1193                 xfs_log_force_inode(dest);
1194 out_unlock:
1195         xfs_iunlock2_io_mmap(src, dest);
1196         if (ret)
1197                 trace_xfs_reflink_remap_range_error(dest, ret, _RET_IP_);
1198         return remapped > 0 ? remapped : ret;
1199 }
1200
1201 STATIC int
1202 xfs_file_open(
1203         struct inode    *inode,
1204         struct file     *file)
1205 {
1206         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE) && i_size_read(inode) > MAX_NON_LFS)
1207                 return -EFBIG;
1208         if (xfs_is_shutdown(XFS_M(inode->i_sb)))
1209                 return -EIO;
1210         file->f_mode |= FMODE_NOWAIT | FMODE_BUF_RASYNC;
1211         return 0;
1212 }
1213
1214 STATIC int
1215 xfs_dir_open(
1216         struct inode    *inode,
1217         struct file     *file)
1218 {
1219         struct xfs_inode *ip = XFS_I(inode);
1220         int             mode;
1221         int             error;
1222
1223         error = xfs_file_open(inode, file);
1224         if (error)
1225                 return error;
1226
1227         /*
1228          * If there are any blocks, read-ahead block 0 as we're almost
1229          * certain to have the next operation be a read there.
1230          */
1231         mode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1232         if (ip->i_df.if_nextents > 0)
1233                 error = xfs_dir3_data_readahead(ip, 0, 0);
1234         xfs_iunlock(ip, mode);
1235         return error;
1236 }
1237
1238 STATIC int
1239 xfs_file_release(
1240         struct inode    *inode,
1241         struct file     *filp)
1242 {
1243         return xfs_release(XFS_I(inode));
1244 }
1245
1246 STATIC int
1247 xfs_file_readdir(
1248         struct file     *file,
1249         struct dir_context *ctx)
1250 {
1251         struct inode    *inode = file_inode(file);
1252         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
1253         size_t          bufsize;
1254
1255         /*
1256          * The Linux API doesn't pass down the total size of the buffer
1257          * we read into down to the filesystem.  With the filldir concept
1258          * it's not needed for correct information, but the XFS dir2 leaf
1259          * code wants an estimate of the buffer size to calculate it's
1260          * readahead window and size the buffers used for mapping to
1261          * physical blocks.
1262          *
1263          * Try to give it an estimate that's good enough, maybe at some
1264          * point we can change the ->readdir prototype to include the
1265          * buffer size.  For now we use the current glibc buffer size.
1266          */
1267         bufsize = (size_t)min_t(loff_t, XFS_READDIR_BUFSIZE, ip->i_disk_size);
1268
1269         return xfs_readdir(NULL, ip, ctx, bufsize);
1270 }
1271
1272 STATIC loff_t
1273 xfs_file_llseek(
1274         struct file     *file,
1275         loff_t          offset,
1276         int             whence)
1277 {
1278         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
1279
1280         if (xfs_is_shutdown(XFS_I(inode)->i_mount))
1281                 return -EIO;
1282
1283         switch (whence) {
1284         default:
1285                 return generic_file_llseek(file, offset, whence);
1286         case SEEK_HOLE:
1287                 offset = iomap_seek_hole(inode, offset, &xfs_seek_iomap_ops);
1288                 break;
1289         case SEEK_DATA:
1290                 offset = iomap_seek_data(inode, offset, &xfs_seek_iomap_ops);
1291                 break;
1292         }
1293
1294         if (offset < 0)
1295                 return offset;
1296         return vfs_setpos(file, offset, inode->i_sb->s_maxbytes);
1297 }
1298
1299 /*
1300  * Locking for serialisation of IO during page faults. This results in a lock
1301  * ordering of:
1302  *
1303  * mmap_lock (MM)
1304  *   sb_start_pagefault(vfs, freeze)
1305  *     invalidate_lock (vfs/XFS_MMAPLOCK - truncate serialisation)
1306  *       page_lock (MM)
1307  *         i_lock (XFS - extent map serialisation)
1308  */
1309 static vm_fault_t
1310 __xfs_filemap_fault(
1311         struct vm_fault         *vmf,
1312         enum page_entry_size    pe_size,
1313         bool                    write_fault)
1314 {
1315         struct inode            *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1316         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1317         vm_fault_t              ret;
1318
1319         trace_xfs_filemap_fault(ip, pe_size, write_fault);
1320
1321         if (write_fault) {
1322                 sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1323                 file_update_time(vmf->vma->vm_file);
1324         }
1325
1326         if (IS_DAX(inode)) {
1327                 pfn_t pfn;
1328
1329                 xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1330                 ret = dax_iomap_fault(vmf, pe_size, &pfn, NULL,
1331                                 (write_fault && !vmf->cow_page) ?
1332                                  &xfs_direct_write_iomap_ops :
1333                                  &xfs_read_iomap_ops);
1334                 if (ret & VM_FAULT_NEEDDSYNC)
1335                         ret = dax_finish_sync_fault(vmf, pe_size, pfn);
1336                 xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1337         } else {
1338                 if (write_fault) {
1339                         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1340                         ret = iomap_page_mkwrite(vmf,
1341                                         &xfs_buffered_write_iomap_ops);
1342                         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1343                 } else {
1344                         ret = filemap_fault(vmf);
1345                 }
1346         }
1347
1348         if (write_fault)
1349                 sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1350         return ret;
1351 }
1352
1353 static inline bool
1354 xfs_is_write_fault(
1355         struct vm_fault         *vmf)
1356 {
1357         return (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE) &&
1358                (vmf->vma->vm_flags & VM_SHARED);
1359 }
1360
1361 static vm_fault_t
1362 xfs_filemap_fault(
1363         struct vm_fault         *vmf)
1364 {
1365         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1366         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE,
1367                         IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)) &&
1368                         xfs_is_write_fault(vmf));
1369 }
1370
1371 static vm_fault_t
1372 xfs_filemap_huge_fault(
1373         struct vm_fault         *vmf,
1374         enum page_entry_size    pe_size)
1375 {
1376         if (!IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)))
1377                 return VM_FAULT_FALLBACK;
1378
1379         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1380         return __xfs_filemap_fault(vmf, pe_size,
1381                         xfs_is_write_fault(vmf));
1382 }
1383
1384 static vm_fault_t
1385 xfs_filemap_page_mkwrite(
1386         struct vm_fault         *vmf)
1387 {
1388         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
1389 }
1390
1391 /*
1392  * pfn_mkwrite was originally intended to ensure we capture time stamp updates
1393  * on write faults. In reality, it needs to serialise against truncate and
1394  * prepare memory for writing so handle is as standard write fault.
1395  */
1396 static vm_fault_t
1397 xfs_filemap_pfn_mkwrite(
1398         struct vm_fault         *vmf)
1399 {
1400
1401         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
1402 }
1403
1404 static vm_fault_t
1405 xfs_filemap_map_pages(
1406         struct vm_fault         *vmf,
1407         pgoff_t                 start_pgoff,
1408         pgoff_t                 end_pgoff)
1409 {
1410         struct inode            *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1411         vm_fault_t ret;
1412
1413         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1414         ret = filemap_map_pages(vmf, start_pgoff, end_pgoff);
1415         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1416         return ret;
1417 }
1418
1419 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops = {
1420         .fault          = xfs_filemap_fault,
1421         .huge_fault     = xfs_filemap_huge_fault,
1422         .map_pages      = xfs_filemap_map_pages,
1423         .page_mkwrite   = xfs_filemap_page_mkwrite,
1424         .pfn_mkwrite    = xfs_filemap_pfn_mkwrite,
1425 };
1426
1427 STATIC int
1428 xfs_file_mmap(
1429         struct file             *file,
1430         struct vm_area_struct   *vma)
1431 {
1432         struct inode            *inode = file_inode(file);
1433         struct xfs_buftarg      *target = xfs_inode_buftarg(XFS_I(inode));
1434
1435         /*
1436          * We don't support synchronous mappings for non-DAX files and
1437          * for DAX files if underneath dax_device is not synchronous.
1438          */
1439         if (!daxdev_mapping_supported(vma, target->bt_daxdev))
1440                 return -EOPNOTSUPP;
1441
1442         file_accessed(file);
1443         vma->vm_ops = &xfs_file_vm_ops;
1444         if (IS_DAX(inode))
1445                 vma->vm_flags |= VM_HUGEPAGE;
1446         return 0;
1447 }
1448
1449 const struct file_operations xfs_file_operations = {
1450         .llseek         = xfs_file_llseek,
1451         .read_iter      = xfs_file_read_iter,
1452         .write_iter     = xfs_file_write_iter,
1453         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1454         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1455         .iopoll         = iomap_dio_iopoll,
1456         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1457 #ifdef CONFIG_COMPAT
1458         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1459 #endif
1460         .mmap           = xfs_file_mmap,
1461         .mmap_supported_flags = MAP_SYNC,
1462         .open           = xfs_file_open,
1463         .release        = xfs_file_release,
1464         .fsync          = xfs_file_fsync,
1465         .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area,
1466         .fallocate      = xfs_file_fallocate,
1467         .fadvise        = xfs_file_fadvise,
1468         .remap_file_range = xfs_file_remap_range,
1469 };
1470
1471 const struct file_operations xfs_dir_file_operations = {
1472         .open           = xfs_dir_open,
1473         .read           = generic_read_dir,
1474         .iterate_shared = xfs_file_readdir,
1475         .llseek         = generic_file_llseek,
1476         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1477 #ifdef CONFIG_COMPAT
1478         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1479 #endif
1480         .fsync          = xfs_dir_fsync,
1481 };