xfs: stop using generic_file_read_iter for direct I/O
[cascardo/linux.git] / fs / xfs / xfs_file.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2000-2005 Silicon Graphics, Inc.
3  * All Rights Reserved.
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
7  * published by the Free Software Foundation.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
16  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
17  */
18 #include "xfs.h"
19 #include "xfs_fs.h"
20 #include "xfs_shared.h"
21 #include "xfs_format.h"
22 #include "xfs_log_format.h"
23 #include "xfs_trans_resv.h"
24 #include "xfs_mount.h"
25 #include "xfs_da_format.h"
26 #include "xfs_da_btree.h"
27 #include "xfs_inode.h"
28 #include "xfs_trans.h"
29 #include "xfs_inode_item.h"
30 #include "xfs_bmap.h"
31 #include "xfs_bmap_util.h"
32 #include "xfs_error.h"
33 #include "xfs_dir2.h"
34 #include "xfs_dir2_priv.h"
35 #include "xfs_ioctl.h"
36 #include "xfs_trace.h"
37 #include "xfs_log.h"
38 #include "xfs_icache.h"
39 #include "xfs_pnfs.h"
40
41 #include <linux/dcache.h>
42 #include <linux/falloc.h>
43 #include <linux/pagevec.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45
46 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops;
47
48 /*
49  * Locking primitives for read and write IO paths to ensure we consistently use
50  * and order the inode->i_mutex, ip->i_lock and ip->i_iolock.
51  */
52 static inline void
53 xfs_rw_ilock(
54         struct xfs_inode        *ip,
55         int                     type)
56 {
57         if (type & XFS_IOLOCK_EXCL)
58                 inode_lock(VFS_I(ip));
59         xfs_ilock(ip, type);
60 }
61
62 static inline void
63 xfs_rw_iunlock(
64         struct xfs_inode        *ip,
65         int                     type)
66 {
67         xfs_iunlock(ip, type);
68         if (type & XFS_IOLOCK_EXCL)
69                 inode_unlock(VFS_I(ip));
70 }
71
72 static inline void
73 xfs_rw_ilock_demote(
74         struct xfs_inode        *ip,
75         int                     type)
76 {
77         xfs_ilock_demote(ip, type);
78         if (type & XFS_IOLOCK_EXCL)
79                 inode_unlock(VFS_I(ip));
80 }
81
82 /*
83  * xfs_iozero clears the specified range supplied via the page cache (except in
84  * the DAX case). Writes through the page cache will allocate blocks over holes,
85  * though the callers usually map the holes first and avoid them. If a block is
86  * not completely zeroed, then it will be read from disk before being partially
87  * zeroed.
88  *
89  * In the DAX case, we can just directly write to the underlying pages. This
90  * will not allocate blocks, but will avoid holes and unwritten extents and so
91  * not do unnecessary work.
92  */
93 int
94 xfs_iozero(
95         struct xfs_inode        *ip,    /* inode                        */
96         loff_t                  pos,    /* offset in file               */
97         size_t                  count)  /* size of data to zero         */
98 {
99         struct page             *page;
100         struct address_space    *mapping;
101         int                     status = 0;
102
103
104         mapping = VFS_I(ip)->i_mapping;
105         do {
106                 unsigned offset, bytes;
107                 void *fsdata;
108
109                 offset = (pos & (PAGE_SIZE -1)); /* Within page */
110                 bytes = PAGE_SIZE - offset;
111                 if (bytes > count)
112                         bytes = count;
113
114                 if (IS_DAX(VFS_I(ip))) {
115                         status = dax_zero_page_range(VFS_I(ip), pos, bytes,
116                                                      xfs_get_blocks_direct);
117                         if (status)
118                                 break;
119                 } else {
120                         status = pagecache_write_begin(NULL, mapping, pos, bytes,
121                                                 AOP_FLAG_UNINTERRUPTIBLE,
122                                                 &page, &fsdata);
123                         if (status)
124                                 break;
125
126                         zero_user(page, offset, bytes);
127
128                         status = pagecache_write_end(NULL, mapping, pos, bytes,
129                                                 bytes, page, fsdata);
130                         WARN_ON(status <= 0); /* can't return less than zero! */
131                         status = 0;
132                 }
133                 pos += bytes;
134                 count -= bytes;
135         } while (count);
136
137         return status;
138 }
139
140 int
141 xfs_update_prealloc_flags(
142         struct xfs_inode        *ip,
143         enum xfs_prealloc_flags flags)
144 {
145         struct xfs_trans        *tp;
146         int                     error;
147
148         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_writeid,
149                         0, 0, 0, &tp);
150         if (error)
151                 return error;
152
153         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
154         xfs_trans_ijoin(tp, ip, XFS_ILOCK_EXCL);
155
156         if (!(flags & XFS_PREALLOC_INVISIBLE)) {
157                 VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISUID;
158                 if (VFS_I(ip)->i_mode & S_IXGRP)
159                         VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISGID;
160                 xfs_trans_ichgtime(tp, ip, XFS_ICHGTIME_MOD | XFS_ICHGTIME_CHG);
161         }
162
163         if (flags & XFS_PREALLOC_SET)
164                 ip->i_d.di_flags |= XFS_DIFLAG_PREALLOC;
165         if (flags & XFS_PREALLOC_CLEAR)
166                 ip->i_d.di_flags &= ~XFS_DIFLAG_PREALLOC;
167
168         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
169         if (flags & XFS_PREALLOC_SYNC)
170                 xfs_trans_set_sync(tp);
171         return xfs_trans_commit(tp);
172 }
173
174 /*
175  * Fsync operations on directories are much simpler than on regular files,
176  * as there is no file data to flush, and thus also no need for explicit
177  * cache flush operations, and there are no non-transaction metadata updates
178  * on directories either.
179  */
180 STATIC int
181 xfs_dir_fsync(
182         struct file             *file,
183         loff_t                  start,
184         loff_t                  end,
185         int                     datasync)
186 {
187         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
188         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
189         xfs_lsn_t               lsn = 0;
190
191         trace_xfs_dir_fsync(ip);
192
193         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
194         if (xfs_ipincount(ip))
195                 lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
196         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
197
198         if (!lsn)
199                 return 0;
200         return _xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, NULL);
201 }
202
203 STATIC int
204 xfs_file_fsync(
205         struct file             *file,
206         loff_t                  start,
207         loff_t                  end,
208         int                     datasync)
209 {
210         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
211         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
212         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
213         int                     error = 0;
214         int                     log_flushed = 0;
215         xfs_lsn_t               lsn = 0;
216
217         trace_xfs_file_fsync(ip);
218
219         error = filemap_write_and_wait_range(inode->i_mapping, start, end);
220         if (error)
221                 return error;
222
223         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
224                 return -EIO;
225
226         xfs_iflags_clear(ip, XFS_ITRUNCATED);
227
228         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER) {
229                 /*
230                  * If we have an RT and/or log subvolume we need to make sure
231                  * to flush the write cache the device used for file data
232                  * first.  This is to ensure newly written file data make
233                  * it to disk before logging the new inode size in case of
234                  * an extending write.
235                  */
236                 if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
237                         xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_rtdev_targp);
238                 else if (mp->m_logdev_targp != mp->m_ddev_targp)
239                         xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
240         }
241
242         /*
243          * All metadata updates are logged, which means that we just have to
244          * flush the log up to the latest LSN that touched the inode. If we have
245          * concurrent fsync/fdatasync() calls, we need them to all block on the
246          * log force before we clear the ili_fsync_fields field. This ensures
247          * that we don't get a racing sync operation that does not wait for the
248          * metadata to hit the journal before returning. If we race with
249          * clearing the ili_fsync_fields, then all that will happen is the log
250          * force will do nothing as the lsn will already be on disk. We can't
251          * race with setting ili_fsync_fields because that is done under
252          * XFS_ILOCK_EXCL, and that can't happen because we hold the lock shared
253          * until after the ili_fsync_fields is cleared.
254          */
255         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
256         if (xfs_ipincount(ip)) {
257                 if (!datasync ||
258                     (ip->i_itemp->ili_fsync_fields & ~XFS_ILOG_TIMESTAMP))
259                         lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
260         }
261
262         if (lsn) {
263                 error = _xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, &log_flushed);
264                 ip->i_itemp->ili_fsync_fields = 0;
265         }
266         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
267
268         /*
269          * If we only have a single device, and the log force about was
270          * a no-op we might have to flush the data device cache here.
271          * This can only happen for fdatasync/O_DSYNC if we were overwriting
272          * an already allocated file and thus do not have any metadata to
273          * commit.
274          */
275         if ((mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER) &&
276             mp->m_logdev_targp == mp->m_ddev_targp &&
277             !XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) &&
278             !log_flushed)
279                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
280
281         return error;
282 }
283
284 STATIC ssize_t
285 xfs_file_dio_aio_read(
286         struct kiocb            *iocb,
287         struct iov_iter         *to)
288 {
289         struct address_space    *mapping = iocb->ki_filp->f_mapping;
290         struct inode            *inode = mapping->host;
291         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
292         loff_t                  isize = i_size_read(inode);
293         size_t                  count = iov_iter_count(to);
294         struct iov_iter         data;
295         struct xfs_buftarg      *target;
296         ssize_t                 ret = 0;
297
298         trace_xfs_file_direct_read(ip, count, iocb->ki_pos);
299
300         if (!count)
301                 return 0; /* skip atime */
302
303         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
304                 target = ip->i_mount->m_rtdev_targp;
305         else
306                 target = ip->i_mount->m_ddev_targp;
307
308         if (!IS_DAX(inode)) {
309                 /* DIO must be aligned to device logical sector size */
310                 if ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask) {
311                         if (iocb->ki_pos == isize)
312                                 return 0;
313                         return -EINVAL;
314                 }
315         }
316
317         /*
318          * Locking is a bit tricky here. If we take an exclusive lock for direct
319          * IO, we effectively serialise all new concurrent read IO to this file
320          * and block it behind IO that is currently in progress because IO in
321          * progress holds the IO lock shared. We only need to hold the lock
322          * exclusive to blow away the page cache, so only take lock exclusively
323          * if the page cache needs invalidation. This allows the normal direct
324          * IO case of no page cache pages to proceeed concurrently without
325          * serialisation.
326          */
327         xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
328         if (mapping->nrpages) {
329                 xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
330                 xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
331
332                 /*
333                  * The generic dio code only flushes the range of the particular
334                  * I/O. Because we take an exclusive lock here, this whole
335                  * sequence is considerably more expensive for us. This has a
336                  * noticeable performance impact for any file with cached pages,
337                  * even when outside of the range of the particular I/O.
338                  *
339                  * Hence, amortize the cost of the lock against a full file
340                  * flush and reduce the chances of repeated iolock cycles going
341                  * forward.
342                  */
343                 if (mapping->nrpages) {
344                         ret = filemap_write_and_wait(mapping);
345                         if (ret) {
346                                 xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
347                                 return ret;
348                         }
349
350                         /*
351                          * Invalidate whole pages. This can return an error if
352                          * we fail to invalidate a page, but this should never
353                          * happen on XFS. Warn if it does fail.
354                          */
355                         ret = invalidate_inode_pages2(mapping);
356                         WARN_ON_ONCE(ret);
357                         ret = 0;
358                 }
359                 xfs_rw_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
360         }
361
362         data = *to;
363         ret = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, &data);
364         if (ret > 0) {
365                 iocb->ki_pos += ret;
366                 iov_iter_advance(to, ret);
367         }
368         xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
369
370         file_accessed(iocb->ki_filp);
371         return ret;
372 }
373
374 STATIC ssize_t
375 xfs_file_buffered_aio_read(
376         struct kiocb            *iocb,
377         struct iov_iter         *to)
378 {
379         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
380         ssize_t                 ret;
381
382         trace_xfs_file_buffered_read(ip, iov_iter_count(to), iocb->ki_pos);
383
384         xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
385         ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
386         xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
387
388         return ret;
389 }
390
391 STATIC ssize_t
392 xfs_file_read_iter(
393         struct kiocb            *iocb,
394         struct iov_iter         *to)
395 {
396         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp))->i_mount;
397         ssize_t                 ret = 0;
398
399         XFS_STATS_INC(mp, xs_read_calls);
400
401         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
402                 return -EIO;
403
404         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)
405                 ret = xfs_file_dio_aio_read(iocb, to);
406         else
407                 ret = xfs_file_buffered_aio_read(iocb, to);
408
409         if (ret > 0)
410                 XFS_STATS_ADD(mp, xs_read_bytes, ret);
411         return ret;
412 }
413
414 STATIC ssize_t
415 xfs_file_splice_read(
416         struct file             *infilp,
417         loff_t                  *ppos,
418         struct pipe_inode_info  *pipe,
419         size_t                  count,
420         unsigned int            flags)
421 {
422         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(infilp->f_mapping->host);
423         ssize_t                 ret;
424
425         XFS_STATS_INC(ip->i_mount, xs_read_calls);
426
427         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
428                 return -EIO;
429
430         trace_xfs_file_splice_read(ip, count, *ppos);
431
432         /*
433          * DAX inodes cannot ues the page cache for splice, so we have to push
434          * them through the VFS IO path. This means it goes through
435          * ->read_iter, which for us takes the XFS_IOLOCK_SHARED. Hence we
436          * cannot lock the splice operation at this level for DAX inodes.
437          */
438         if (IS_DAX(VFS_I(ip))) {
439                 ret = default_file_splice_read(infilp, ppos, pipe, count,
440                                                flags);
441                 goto out;
442         }
443
444         xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
445         ret = generic_file_splice_read(infilp, ppos, pipe, count, flags);
446         xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
447 out:
448         if (ret > 0)
449                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_read_bytes, ret);
450         return ret;
451 }
452
453 /*
454  * This routine is called to handle zeroing any space in the last block of the
455  * file that is beyond the EOF.  We do this since the size is being increased
456  * without writing anything to that block and we don't want to read the
457  * garbage on the disk.
458  */
459 STATIC int                              /* error (positive) */
460 xfs_zero_last_block(
461         struct xfs_inode        *ip,
462         xfs_fsize_t             offset,
463         xfs_fsize_t             isize,
464         bool                    *did_zeroing)
465 {
466         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
467         xfs_fileoff_t           last_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, isize);
468         int                     zero_offset = XFS_B_FSB_OFFSET(mp, isize);
469         int                     zero_len;
470         int                     nimaps = 1;
471         int                     error = 0;
472         struct xfs_bmbt_irec    imap;
473
474         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
475         error = xfs_bmapi_read(ip, last_fsb, 1, &imap, &nimaps, 0);
476         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
477         if (error)
478                 return error;
479
480         ASSERT(nimaps > 0);
481
482         /*
483          * If the block underlying isize is just a hole, then there
484          * is nothing to zero.
485          */
486         if (imap.br_startblock == HOLESTARTBLOCK)
487                 return 0;
488
489         zero_len = mp->m_sb.sb_blocksize - zero_offset;
490         if (isize + zero_len > offset)
491                 zero_len = offset - isize;
492         *did_zeroing = true;
493         return xfs_iozero(ip, isize, zero_len);
494 }
495
496 /*
497  * Zero any on disk space between the current EOF and the new, larger EOF.
498  *
499  * This handles the normal case of zeroing the remainder of the last block in
500  * the file and the unusual case of zeroing blocks out beyond the size of the
501  * file.  This second case only happens with fixed size extents and when the
502  * system crashes before the inode size was updated but after blocks were
503  * allocated.
504  *
505  * Expects the iolock to be held exclusive, and will take the ilock internally.
506  */
507 int                                     /* error (positive) */
508 xfs_zero_eof(
509         struct xfs_inode        *ip,
510         xfs_off_t               offset,         /* starting I/O offset */
511         xfs_fsize_t             isize,          /* current inode size */
512         bool                    *did_zeroing)
513 {
514         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
515         xfs_fileoff_t           start_zero_fsb;
516         xfs_fileoff_t           end_zero_fsb;
517         xfs_fileoff_t           zero_count_fsb;
518         xfs_fileoff_t           last_fsb;
519         xfs_fileoff_t           zero_off;
520         xfs_fsize_t             zero_len;
521         int                     nimaps;
522         int                     error = 0;
523         struct xfs_bmbt_irec    imap;
524
525         ASSERT(xfs_isilocked(ip, XFS_IOLOCK_EXCL));
526         ASSERT(offset > isize);
527
528         trace_xfs_zero_eof(ip, isize, offset - isize);
529
530         /*
531          * First handle zeroing the block on which isize resides.
532          *
533          * We only zero a part of that block so it is handled specially.
534          */
535         if (XFS_B_FSB_OFFSET(mp, isize) != 0) {
536                 error = xfs_zero_last_block(ip, offset, isize, did_zeroing);
537                 if (error)
538                         return error;
539         }
540
541         /*
542          * Calculate the range between the new size and the old where blocks
543          * needing to be zeroed may exist.
544          *
545          * To get the block where the last byte in the file currently resides,
546          * we need to subtract one from the size and truncate back to a block
547          * boundary.  We subtract 1 in case the size is exactly on a block
548          * boundary.
549          */
550         last_fsb = isize ? XFS_B_TO_FSBT(mp, isize - 1) : (xfs_fileoff_t)-1;
551         start_zero_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, (xfs_ufsize_t)isize);
552         end_zero_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset - 1);
553         ASSERT((xfs_sfiloff_t)last_fsb < (xfs_sfiloff_t)start_zero_fsb);
554         if (last_fsb == end_zero_fsb) {
555                 /*
556                  * The size was only incremented on its last block.
557                  * We took care of that above, so just return.
558                  */
559                 return 0;
560         }
561
562         ASSERT(start_zero_fsb <= end_zero_fsb);
563         while (start_zero_fsb <= end_zero_fsb) {
564                 nimaps = 1;
565                 zero_count_fsb = end_zero_fsb - start_zero_fsb + 1;
566
567                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
568                 error = xfs_bmapi_read(ip, start_zero_fsb, zero_count_fsb,
569                                           &imap, &nimaps, 0);
570                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
571                 if (error)
572                         return error;
573
574                 ASSERT(nimaps > 0);
575
576                 if (imap.br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN ||
577                     imap.br_startblock == HOLESTARTBLOCK) {
578                         start_zero_fsb = imap.br_startoff + imap.br_blockcount;
579                         ASSERT(start_zero_fsb <= (end_zero_fsb + 1));
580                         continue;
581                 }
582
583                 /*
584                  * There are blocks we need to zero.
585                  */
586                 zero_off = XFS_FSB_TO_B(mp, start_zero_fsb);
587                 zero_len = XFS_FSB_TO_B(mp, imap.br_blockcount);
588
589                 if ((zero_off + zero_len) > offset)
590                         zero_len = offset - zero_off;
591
592                 error = xfs_iozero(ip, zero_off, zero_len);
593                 if (error)
594                         return error;
595
596                 *did_zeroing = true;
597                 start_zero_fsb = imap.br_startoff + imap.br_blockcount;
598                 ASSERT(start_zero_fsb <= (end_zero_fsb + 1));
599         }
600
601         return 0;
602 }
603
604 /*
605  * Common pre-write limit and setup checks.
606  *
607  * Called with the iolocked held either shared and exclusive according to
608  * @iolock, and returns with it held.  Might upgrade the iolock to exclusive
609  * if called for a direct write beyond i_size.
610  */
611 STATIC ssize_t
612 xfs_file_aio_write_checks(
613         struct kiocb            *iocb,
614         struct iov_iter         *from,
615         int                     *iolock)
616 {
617         struct file             *file = iocb->ki_filp;
618         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
619         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
620         ssize_t                 error = 0;
621         size_t                  count = iov_iter_count(from);
622         bool                    drained_dio = false;
623
624 restart:
625         error = generic_write_checks(iocb, from);
626         if (error <= 0)
627                 return error;
628
629         error = xfs_break_layouts(inode, iolock, true);
630         if (error)
631                 return error;
632
633         /* For changing security info in file_remove_privs() we need i_mutex */
634         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED && !IS_NOSEC(inode)) {
635                 xfs_rw_iunlock(ip, *iolock);
636                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
637                 xfs_rw_ilock(ip, *iolock);
638                 goto restart;
639         }
640         /*
641          * If the offset is beyond the size of the file, we need to zero any
642          * blocks that fall between the existing EOF and the start of this
643          * write.  If zeroing is needed and we are currently holding the
644          * iolock shared, we need to update it to exclusive which implies
645          * having to redo all checks before.
646          *
647          * We need to serialise against EOF updates that occur in IO
648          * completions here. We want to make sure that nobody is changing the
649          * size while we do this check until we have placed an IO barrier (i.e.
650          * hold the XFS_IOLOCK_EXCL) that prevents new IO from being dispatched.
651          * The spinlock effectively forms a memory barrier once we have the
652          * XFS_IOLOCK_EXCL so we are guaranteed to see the latest EOF value
653          * and hence be able to correctly determine if we need to run zeroing.
654          */
655         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
656         if (iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
657                 bool    zero = false;
658
659                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
660                 if (!drained_dio) {
661                         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
662                                 xfs_rw_iunlock(ip, *iolock);
663                                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
664                                 xfs_rw_ilock(ip, *iolock);
665                                 iov_iter_reexpand(from, count);
666                         }
667                         /*
668                          * We now have an IO submission barrier in place, but
669                          * AIO can do EOF updates during IO completion and hence
670                          * we now need to wait for all of them to drain. Non-AIO
671                          * DIO will have drained before we are given the
672                          * XFS_IOLOCK_EXCL, and so for most cases this wait is a
673                          * no-op.
674                          */
675                         inode_dio_wait(inode);
676                         drained_dio = true;
677                         goto restart;
678                 }
679                 error = xfs_zero_eof(ip, iocb->ki_pos, i_size_read(inode), &zero);
680                 if (error)
681                         return error;
682         } else
683                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
684
685         /*
686          * Updating the timestamps will grab the ilock again from
687          * xfs_fs_dirty_inode, so we have to call it after dropping the
688          * lock above.  Eventually we should look into a way to avoid
689          * the pointless lock roundtrip.
690          */
691         if (likely(!(file->f_mode & FMODE_NOCMTIME))) {
692                 error = file_update_time(file);
693                 if (error)
694                         return error;
695         }
696
697         /*
698          * If we're writing the file then make sure to clear the setuid and
699          * setgid bits if the process is not being run by root.  This keeps
700          * people from modifying setuid and setgid binaries.
701          */
702         if (!IS_NOSEC(inode))
703                 return file_remove_privs(file);
704         return 0;
705 }
706
707 /*
708  * xfs_file_dio_aio_write - handle direct IO writes
709  *
710  * Lock the inode appropriately to prepare for and issue a direct IO write.
711  * By separating it from the buffered write path we remove all the tricky to
712  * follow locking changes and looping.
713  *
714  * If there are cached pages or we're extending the file, we need IOLOCK_EXCL
715  * until we're sure the bytes at the new EOF have been zeroed and/or the cached
716  * pages are flushed out.
717  *
718  * In most cases the direct IO writes will be done holding IOLOCK_SHARED
719  * allowing them to be done in parallel with reads and other direct IO writes.
720  * However, if the IO is not aligned to filesystem blocks, the direct IO layer
721  * needs to do sub-block zeroing and that requires serialisation against other
722  * direct IOs to the same block. In this case we need to serialise the
723  * submission of the unaligned IOs so that we don't get racing block zeroing in
724  * the dio layer.  To avoid the problem with aio, we also need to wait for
725  * outstanding IOs to complete so that unwritten extent conversion is completed
726  * before we try to map the overlapping block. This is currently implemented by
727  * hitting it with a big hammer (i.e. inode_dio_wait()).
728  *
729  * Returns with locks held indicated by @iolock and errors indicated by
730  * negative return values.
731  */
732 STATIC ssize_t
733 xfs_file_dio_aio_write(
734         struct kiocb            *iocb,
735         struct iov_iter         *from)
736 {
737         struct file             *file = iocb->ki_filp;
738         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
739         struct inode            *inode = mapping->host;
740         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
741         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
742         ssize_t                 ret = 0;
743         int                     unaligned_io = 0;
744         int                     iolock;
745         size_t                  count = iov_iter_count(from);
746         loff_t                  end;
747         struct iov_iter         data;
748         struct xfs_buftarg      *target = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) ?
749                                         mp->m_rtdev_targp : mp->m_ddev_targp;
750
751         /* DIO must be aligned to device logical sector size */
752         if (!IS_DAX(inode) &&
753             ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask))
754                 return -EINVAL;
755
756         /* "unaligned" here means not aligned to a filesystem block */
757         if ((iocb->ki_pos & mp->m_blockmask) ||
758             ((iocb->ki_pos + count) & mp->m_blockmask))
759                 unaligned_io = 1;
760
761         /*
762          * We don't need to take an exclusive lock unless there page cache needs
763          * to be invalidated or unaligned IO is being executed. We don't need to
764          * consider the EOF extension case here because
765          * xfs_file_aio_write_checks() will relock the inode as necessary for
766          * EOF zeroing cases and fill out the new inode size as appropriate.
767          */
768         if (unaligned_io || mapping->nrpages)
769                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
770         else
771                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
772         xfs_rw_ilock(ip, iolock);
773
774         /*
775          * Recheck if there are cached pages that need invalidate after we got
776          * the iolock to protect against other threads adding new pages while
777          * we were waiting for the iolock.
778          */
779         if (mapping->nrpages && iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
780                 xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
781                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
782                 xfs_rw_ilock(ip, iolock);
783         }
784
785         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
786         if (ret)
787                 goto out;
788         count = iov_iter_count(from);
789         end = iocb->ki_pos + count - 1;
790
791         /*
792          * See xfs_file_dio_aio_read() for why we do a full-file flush here.
793          */
794         if (mapping->nrpages) {
795                 ret = filemap_write_and_wait(VFS_I(ip)->i_mapping);
796                 if (ret)
797                         goto out;
798                 /*
799                  * Invalidate whole pages. This can return an error if we fail
800                  * to invalidate a page, but this should never happen on XFS.
801                  * Warn if it does fail.
802                  */
803                 ret = invalidate_inode_pages2(VFS_I(ip)->i_mapping);
804                 WARN_ON_ONCE(ret);
805                 ret = 0;
806         }
807
808         /*
809          * If we are doing unaligned IO, wait for all other IO to drain,
810          * otherwise demote the lock if we had to flush cached pages
811          */
812         if (unaligned_io)
813                 inode_dio_wait(inode);
814         else if (iolock == XFS_IOLOCK_EXCL) {
815                 xfs_rw_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
816                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
817         }
818
819         trace_xfs_file_direct_write(ip, count, iocb->ki_pos);
820
821         data = *from;
822         ret = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, &data);
823
824         /* see generic_file_direct_write() for why this is necessary */
825         if (mapping->nrpages) {
826                 invalidate_inode_pages2_range(mapping,
827                                               iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT,
828                                               end >> PAGE_SHIFT);
829         }
830
831         if (ret > 0) {
832                 iocb->ki_pos += ret;
833                 iov_iter_advance(from, ret);
834         }
835 out:
836         xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
837
838         /*
839          * No fallback to buffered IO on errors for XFS. DAX can result in
840          * partial writes, but direct IO will either complete fully or fail.
841          */
842         ASSERT(ret < 0 || ret == count || IS_DAX(VFS_I(ip)));
843         return ret;
844 }
845
846 STATIC ssize_t
847 xfs_file_buffered_aio_write(
848         struct kiocb            *iocb,
849         struct iov_iter         *from)
850 {
851         struct file             *file = iocb->ki_filp;
852         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
853         struct inode            *inode = mapping->host;
854         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
855         ssize_t                 ret;
856         int                     enospc = 0;
857         int                     iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
858
859         xfs_rw_ilock(ip, iolock);
860
861         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
862         if (ret)
863                 goto out;
864
865         /* We can write back this queue in page reclaim */
866         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
867
868 write_retry:
869         trace_xfs_file_buffered_write(ip, iov_iter_count(from), iocb->ki_pos);
870         ret = generic_perform_write(file, from, iocb->ki_pos);
871         if (likely(ret >= 0))
872                 iocb->ki_pos += ret;
873
874         /*
875          * If we hit a space limit, try to free up some lingering preallocated
876          * space before returning an error. In the case of ENOSPC, first try to
877          * write back all dirty inodes to free up some of the excess reserved
878          * metadata space. This reduces the chances that the eofblocks scan
879          * waits on dirty mappings. Since xfs_flush_inodes() is serialized, this
880          * also behaves as a filter to prevent too many eofblocks scans from
881          * running at the same time.
882          */
883         if (ret == -EDQUOT && !enospc) {
884                 enospc = xfs_inode_free_quota_eofblocks(ip);
885                 if (enospc)
886                         goto write_retry;
887         } else if (ret == -ENOSPC && !enospc) {
888                 struct xfs_eofblocks eofb = {0};
889
890                 enospc = 1;
891                 xfs_flush_inodes(ip->i_mount);
892                 eofb.eof_scan_owner = ip->i_ino; /* for locking */
893                 eofb.eof_flags = XFS_EOF_FLAGS_SYNC;
894                 xfs_icache_free_eofblocks(ip->i_mount, &eofb);
895                 goto write_retry;
896         }
897
898         current->backing_dev_info = NULL;
899 out:
900         xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
901         return ret;
902 }
903
904 STATIC ssize_t
905 xfs_file_write_iter(
906         struct kiocb            *iocb,
907         struct iov_iter         *from)
908 {
909         struct file             *file = iocb->ki_filp;
910         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
911         struct inode            *inode = mapping->host;
912         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
913         ssize_t                 ret;
914         size_t                  ocount = iov_iter_count(from);
915
916         XFS_STATS_INC(ip->i_mount, xs_write_calls);
917
918         if (ocount == 0)
919                 return 0;
920
921         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
922                 return -EIO;
923
924         if ((iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) || IS_DAX(inode))
925                 ret = xfs_file_dio_aio_write(iocb, from);
926         else
927                 ret = xfs_file_buffered_aio_write(iocb, from);
928
929         if (ret > 0) {
930                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
931
932                 /* Handle various SYNC-type writes */
933                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
934         }
935         return ret;
936 }
937
938 #define XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED                                         \
939                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
940                  FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |      \
941                  FALLOC_FL_INSERT_RANGE)
942
943 STATIC long
944 xfs_file_fallocate(
945         struct file             *file,
946         int                     mode,
947         loff_t                  offset,
948         loff_t                  len)
949 {
950         struct inode            *inode = file_inode(file);
951         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
952         long                    error;
953         enum xfs_prealloc_flags flags = 0;
954         uint                    iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
955         loff_t                  new_size = 0;
956         bool                    do_file_insert = 0;
957
958         if (!S_ISREG(inode->i_mode))
959                 return -EINVAL;
960         if (mode & ~XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED)
961                 return -EOPNOTSUPP;
962
963         xfs_ilock(ip, iolock);
964         error = xfs_break_layouts(inode, &iolock, false);
965         if (error)
966                 goto out_unlock;
967
968         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
969         iolock |= XFS_MMAPLOCK_EXCL;
970
971         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE) {
972                 error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
973                 if (error)
974                         goto out_unlock;
975         } else if (mode & FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE) {
976                 unsigned blksize_mask = (1 << inode->i_blkbits) - 1;
977
978                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
979                         error = -EINVAL;
980                         goto out_unlock;
981                 }
982
983                 /*
984                  * There is no need to overlap collapse range with EOF,
985                  * in which case it is effectively a truncate operation
986                  */
987                 if (offset + len >= i_size_read(inode)) {
988                         error = -EINVAL;
989                         goto out_unlock;
990                 }
991
992                 new_size = i_size_read(inode) - len;
993
994                 error = xfs_collapse_file_space(ip, offset, len);
995                 if (error)
996                         goto out_unlock;
997         } else if (mode & FALLOC_FL_INSERT_RANGE) {
998                 unsigned blksize_mask = (1 << inode->i_blkbits) - 1;
999
1000                 new_size = i_size_read(inode) + len;
1001                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
1002                         error = -EINVAL;
1003                         goto out_unlock;
1004                 }
1005
1006                 /* check the new inode size does not wrap through zero */
1007                 if (new_size > inode->i_sb->s_maxbytes) {
1008                         error = -EFBIG;
1009                         goto out_unlock;
1010                 }
1011
1012                 /* Offset should be less than i_size */
1013                 if (offset >= i_size_read(inode)) {
1014                         error = -EINVAL;
1015                         goto out_unlock;
1016                 }
1017                 do_file_insert = 1;
1018         } else {
1019                 flags |= XFS_PREALLOC_SET;
1020
1021                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
1022                     offset + len > i_size_read(inode)) {
1023                         new_size = offset + len;
1024                         error = inode_newsize_ok(inode, new_size);
1025                         if (error)
1026                                 goto out_unlock;
1027                 }
1028
1029                 if (mode & FALLOC_FL_ZERO_RANGE)
1030                         error = xfs_zero_file_space(ip, offset, len);
1031                 else
1032                         error = xfs_alloc_file_space(ip, offset, len,
1033                                                      XFS_BMAPI_PREALLOC);
1034                 if (error)
1035                         goto out_unlock;
1036         }
1037
1038         if (file->f_flags & O_DSYNC)
1039                 flags |= XFS_PREALLOC_SYNC;
1040
1041         error = xfs_update_prealloc_flags(ip, flags);
1042         if (error)
1043                 goto out_unlock;
1044
1045         /* Change file size if needed */
1046         if (new_size) {
1047                 struct iattr iattr;
1048
1049                 iattr.ia_valid = ATTR_SIZE;
1050                 iattr.ia_size = new_size;
1051                 error = xfs_setattr_size(ip, &iattr);
1052                 if (error)
1053                         goto out_unlock;
1054         }
1055
1056         /*
1057          * Perform hole insertion now that the file size has been
1058          * updated so that if we crash during the operation we don't
1059          * leave shifted extents past EOF and hence losing access to
1060          * the data that is contained within them.
1061          */
1062         if (do_file_insert)
1063                 error = xfs_insert_file_space(ip, offset, len);
1064
1065 out_unlock:
1066         xfs_iunlock(ip, iolock);
1067         return error;
1068 }
1069
1070
1071 STATIC int
1072 xfs_file_open(
1073         struct inode    *inode,
1074         struct file     *file)
1075 {
1076         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE) && i_size_read(inode) > MAX_NON_LFS)
1077                 return -EFBIG;
1078         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_M(inode->i_sb)))
1079                 return -EIO;
1080         return 0;
1081 }
1082
1083 STATIC int
1084 xfs_dir_open(
1085         struct inode    *inode,
1086         struct file     *file)
1087 {
1088         struct xfs_inode *ip = XFS_I(inode);
1089         int             mode;
1090         int             error;
1091
1092         error = xfs_file_open(inode, file);
1093         if (error)
1094                 return error;
1095
1096         /*
1097          * If there are any blocks, read-ahead block 0 as we're almost
1098          * certain to have the next operation be a read there.
1099          */
1100         mode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1101         if (ip->i_d.di_nextents > 0)
1102                 xfs_dir3_data_readahead(ip, 0, -1);
1103         xfs_iunlock(ip, mode);
1104         return 0;
1105 }
1106
1107 STATIC int
1108 xfs_file_release(
1109         struct inode    *inode,
1110         struct file     *filp)
1111 {
1112         return xfs_release(XFS_I(inode));
1113 }
1114
1115 STATIC int
1116 xfs_file_readdir(
1117         struct file     *file,
1118         struct dir_context *ctx)
1119 {
1120         struct inode    *inode = file_inode(file);
1121         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
1122         size_t          bufsize;
1123
1124         /*
1125          * The Linux API doesn't pass down the total size of the buffer
1126          * we read into down to the filesystem.  With the filldir concept
1127          * it's not needed for correct information, but the XFS dir2 leaf
1128          * code wants an estimate of the buffer size to calculate it's
1129          * readahead window and size the buffers used for mapping to
1130          * physical blocks.
1131          *
1132          * Try to give it an estimate that's good enough, maybe at some
1133          * point we can change the ->readdir prototype to include the
1134          * buffer size.  For now we use the current glibc buffer size.
1135          */
1136         bufsize = (size_t)min_t(loff_t, 32768, ip->i_d.di_size);
1137
1138         return xfs_readdir(ip, ctx, bufsize);
1139 }
1140
1141 /*
1142  * This type is designed to indicate the type of offset we would like
1143  * to search from page cache for xfs_seek_hole_data().
1144  */
1145 enum {
1146         HOLE_OFF = 0,
1147         DATA_OFF,
1148 };
1149
1150 /*
1151  * Lookup the desired type of offset from the given page.
1152  *
1153  * On success, return true and the offset argument will point to the
1154  * start of the region that was found.  Otherwise this function will
1155  * return false and keep the offset argument unchanged.
1156  */
1157 STATIC bool
1158 xfs_lookup_buffer_offset(
1159         struct page             *page,
1160         loff_t                  *offset,
1161         unsigned int            type)
1162 {
1163         loff_t                  lastoff = page_offset(page);
1164         bool                    found = false;
1165         struct buffer_head      *bh, *head;
1166
1167         bh = head = page_buffers(page);
1168         do {
1169                 /*
1170                  * Unwritten extents that have data in the page
1171                  * cache covering them can be identified by the
1172                  * BH_Unwritten state flag.  Pages with multiple
1173                  * buffers might have a mix of holes, data and
1174                  * unwritten extents - any buffer with valid
1175                  * data in it should have BH_Uptodate flag set
1176                  * on it.
1177                  */
1178                 if (buffer_unwritten(bh) ||
1179                     buffer_uptodate(bh)) {
1180                         if (type == DATA_OFF)
1181                                 found = true;
1182                 } else {
1183                         if (type == HOLE_OFF)
1184                                 found = true;
1185                 }
1186
1187                 if (found) {
1188                         *offset = lastoff;
1189                         break;
1190                 }
1191                 lastoff += bh->b_size;
1192         } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
1193
1194         return found;
1195 }
1196
1197 /*
1198  * This routine is called to find out and return a data or hole offset
1199  * from the page cache for unwritten extents according to the desired
1200  * type for xfs_seek_hole_data().
1201  *
1202  * The argument offset is used to tell where we start to search from the
1203  * page cache.  Map is used to figure out the end points of the range to
1204  * lookup pages.
1205  *
1206  * Return true if the desired type of offset was found, and the argument
1207  * offset is filled with that address.  Otherwise, return false and keep
1208  * offset unchanged.
1209  */
1210 STATIC bool
1211 xfs_find_get_desired_pgoff(
1212         struct inode            *inode,
1213         struct xfs_bmbt_irec    *map,
1214         unsigned int            type,
1215         loff_t                  *offset)
1216 {
1217         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1218         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1219         struct pagevec          pvec;
1220         pgoff_t                 index;
1221         pgoff_t                 end;
1222         loff_t                  endoff;
1223         loff_t                  startoff = *offset;
1224         loff_t                  lastoff = startoff;
1225         bool                    found = false;
1226
1227         pagevec_init(&pvec, 0);
1228
1229         index = startoff >> PAGE_SHIFT;
1230         endoff = XFS_FSB_TO_B(mp, map->br_startoff + map->br_blockcount);
1231         end = endoff >> PAGE_SHIFT;
1232         do {
1233                 int             want;
1234                 unsigned        nr_pages;
1235                 unsigned int    i;
1236
1237                 want = min_t(pgoff_t, end - index, PAGEVEC_SIZE);
1238                 nr_pages = pagevec_lookup(&pvec, inode->i_mapping, index,
1239                                           want);
1240                 /*
1241                  * No page mapped into given range.  If we are searching holes
1242                  * and if this is the first time we got into the loop, it means
1243                  * that the given offset is landed in a hole, return it.
1244                  *
1245                  * If we have already stepped through some block buffers to find
1246                  * holes but they all contains data.  In this case, the last
1247                  * offset is already updated and pointed to the end of the last
1248                  * mapped page, if it does not reach the endpoint to search,
1249                  * that means there should be a hole between them.
1250                  */
1251                 if (nr_pages == 0) {
1252                         /* Data search found nothing */
1253                         if (type == DATA_OFF)
1254                                 break;
1255
1256                         ASSERT(type == HOLE_OFF);
1257                         if (lastoff == startoff || lastoff < endoff) {
1258                                 found = true;
1259                                 *offset = lastoff;
1260                         }
1261                         break;
1262                 }
1263
1264                 /*
1265                  * At lease we found one page.  If this is the first time we
1266                  * step into the loop, and if the first page index offset is
1267                  * greater than the given search offset, a hole was found.
1268                  */
1269                 if (type == HOLE_OFF && lastoff == startoff &&
1270                     lastoff < page_offset(pvec.pages[0])) {
1271                         found = true;
1272                         break;
1273                 }
1274
1275                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1276                         struct page     *page = pvec.pages[i];
1277                         loff_t          b_offset;
1278
1279                         /*
1280                          * At this point, the page may be truncated or
1281                          * invalidated (changing page->mapping to NULL),
1282                          * or even swizzled back from swapper_space to tmpfs
1283                          * file mapping. However, page->index will not change
1284                          * because we have a reference on the page.
1285                          *
1286                          * Searching done if the page index is out of range.
1287                          * If the current offset is not reaches the end of
1288                          * the specified search range, there should be a hole
1289                          * between them.
1290                          */
1291                         if (page->index > end) {
1292                                 if (type == HOLE_OFF && lastoff < endoff) {
1293                                         *offset = lastoff;
1294                                         found = true;
1295                                 }
1296                                 goto out;
1297                         }
1298
1299                         lock_page(page);
1300                         /*
1301                          * Page truncated or invalidated(page->mapping == NULL).
1302                          * We can freely skip it and proceed to check the next
1303                          * page.
1304                          */
1305                         if (unlikely(page->mapping != inode->i_mapping)) {
1306                                 unlock_page(page);
1307                                 continue;
1308                         }
1309
1310                         if (!page_has_buffers(page)) {
1311                                 unlock_page(page);
1312                                 continue;
1313                         }
1314
1315                         found = xfs_lookup_buffer_offset(page, &b_offset, type);
1316                         if (found) {
1317                                 /*
1318                                  * The found offset may be less than the start
1319                                  * point to search if this is the first time to
1320                                  * come here.
1321                                  */
1322                                 *offset = max_t(loff_t, startoff, b_offset);
1323                                 unlock_page(page);
1324                                 goto out;
1325                         }
1326
1327                         /*
1328                          * We either searching data but nothing was found, or
1329                          * searching hole but found a data buffer.  In either
1330                          * case, probably the next page contains the desired
1331                          * things, update the last offset to it so.
1332                          */
1333                         lastoff = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
1334                         unlock_page(page);
1335                 }
1336
1337                 /*
1338                  * The number of returned pages less than our desired, search
1339                  * done.  In this case, nothing was found for searching data,
1340                  * but we found a hole behind the last offset.
1341                  */
1342                 if (nr_pages < want) {
1343                         if (type == HOLE_OFF) {
1344                                 *offset = lastoff;
1345                                 found = true;
1346                         }
1347                         break;
1348                 }
1349
1350                 index = pvec.pages[i - 1]->index + 1;
1351                 pagevec_release(&pvec);
1352         } while (index <= end);
1353
1354 out:
1355         pagevec_release(&pvec);
1356         return found;
1357 }
1358
1359 /*
1360  * caller must lock inode with xfs_ilock_data_map_shared,
1361  * can we craft an appropriate ASSERT?
1362  *
1363  * end is because the VFS-level lseek interface is defined such that any
1364  * offset past i_size shall return -ENXIO, but we use this for quota code
1365  * which does not maintain i_size, and we want to SEEK_DATA past i_size.
1366  */
1367 loff_t
1368 __xfs_seek_hole_data(
1369         struct inode            *inode,
1370         loff_t                  start,
1371         loff_t                  end,
1372         int                     whence)
1373 {
1374         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1375         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1376         loff_t                  uninitialized_var(offset);
1377         xfs_fileoff_t           fsbno;
1378         xfs_filblks_t           lastbno;
1379         int                     error;
1380
1381         if (start >= end) {
1382                 error = -ENXIO;
1383                 goto out_error;
1384         }
1385
1386         /*
1387          * Try to read extents from the first block indicated
1388          * by fsbno to the end block of the file.
1389          */
1390         fsbno = XFS_B_TO_FSBT(mp, start);
1391         lastbno = XFS_B_TO_FSB(mp, end);
1392
1393         for (;;) {
1394                 struct xfs_bmbt_irec    map[2];
1395                 int                     nmap = 2;
1396                 unsigned int            i;
1397
1398                 error = xfs_bmapi_read(ip, fsbno, lastbno - fsbno, map, &nmap,
1399                                        XFS_BMAPI_ENTIRE);
1400                 if (error)
1401                         goto out_error;
1402
1403                 /* No extents at given offset, must be beyond EOF */
1404                 if (nmap == 0) {
1405                         error = -ENXIO;
1406                         goto out_error;
1407                 }
1408
1409                 for (i = 0; i < nmap; i++) {
1410                         offset = max_t(loff_t, start,
1411                                        XFS_FSB_TO_B(mp, map[i].br_startoff));
1412
1413                         /* Landed in the hole we wanted? */
1414                         if (whence == SEEK_HOLE &&
1415                             map[i].br_startblock == HOLESTARTBLOCK)
1416                                 goto out;
1417
1418                         /* Landed in the data extent we wanted? */
1419                         if (whence == SEEK_DATA &&
1420                             (map[i].br_startblock == DELAYSTARTBLOCK ||
1421                              (map[i].br_state == XFS_EXT_NORM &&
1422                               !isnullstartblock(map[i].br_startblock))))
1423                                 goto out;
1424
1425                         /*
1426                          * Landed in an unwritten extent, try to search
1427                          * for hole or data from page cache.
1428                          */
1429                         if (map[i].br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN) {
1430                                 if (xfs_find_get_desired_pgoff(inode, &map[i],
1431                                       whence == SEEK_HOLE ? HOLE_OFF : DATA_OFF,
1432                                                         &offset))
1433                                         goto out;
1434                         }
1435                 }
1436
1437                 /*
1438                  * We only received one extent out of the two requested. This
1439                  * means we've hit EOF and didn't find what we are looking for.
1440                  */
1441                 if (nmap == 1) {
1442                         /*
1443                          * If we were looking for a hole, set offset to
1444                          * the end of the file (i.e., there is an implicit
1445                          * hole at the end of any file).
1446                          */
1447                         if (whence == SEEK_HOLE) {
1448                                 offset = end;
1449                                 break;
1450                         }
1451                         /*
1452                          * If we were looking for data, it's nowhere to be found
1453                          */
1454                         ASSERT(whence == SEEK_DATA);
1455                         error = -ENXIO;
1456                         goto out_error;
1457                 }
1458
1459                 ASSERT(i > 1);
1460
1461                 /*
1462                  * Nothing was found, proceed to the next round of search
1463                  * if the next reading offset is not at or beyond EOF.
1464                  */
1465                 fsbno = map[i - 1].br_startoff + map[i - 1].br_blockcount;
1466                 start = XFS_FSB_TO_B(mp, fsbno);
1467                 if (start >= end) {
1468                         if (whence == SEEK_HOLE) {
1469                                 offset = end;
1470                                 break;
1471                         }
1472                         ASSERT(whence == SEEK_DATA);
1473                         error = -ENXIO;
1474                         goto out_error;
1475                 }
1476         }
1477
1478 out:
1479         /*
1480          * If at this point we have found the hole we wanted, the returned
1481          * offset may be bigger than the file size as it may be aligned to
1482          * page boundary for unwritten extents.  We need to deal with this
1483          * situation in particular.
1484          */
1485         if (whence == SEEK_HOLE)
1486                 offset = min_t(loff_t, offset, end);
1487
1488         return offset;
1489
1490 out_error:
1491         return error;
1492 }
1493
1494 STATIC loff_t
1495 xfs_seek_hole_data(
1496         struct file             *file,
1497         loff_t                  start,
1498         int                     whence)
1499 {
1500         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
1501         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1502         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1503         uint                    lock;
1504         loff_t                  offset, end;
1505         int                     error = 0;
1506
1507         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1508                 return -EIO;
1509
1510         lock = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1511
1512         end = i_size_read(inode);
1513         offset = __xfs_seek_hole_data(inode, start, end, whence);
1514         if (offset < 0) {
1515                 error = offset;
1516                 goto out_unlock;
1517         }
1518
1519         offset = vfs_setpos(file, offset, inode->i_sb->s_maxbytes);
1520
1521 out_unlock:
1522         xfs_iunlock(ip, lock);
1523
1524         if (error)
1525                 return error;
1526         return offset;
1527 }
1528
1529 STATIC loff_t
1530 xfs_file_llseek(
1531         struct file     *file,
1532         loff_t          offset,
1533         int             whence)
1534 {
1535         switch (whence) {
1536         case SEEK_END:
1537         case SEEK_CUR:
1538         case SEEK_SET:
1539                 return generic_file_llseek(file, offset, whence);
1540         case SEEK_HOLE:
1541         case SEEK_DATA:
1542                 return xfs_seek_hole_data(file, offset, whence);
1543         default:
1544                 return -EINVAL;
1545         }
1546 }
1547
1548 /*
1549  * Locking for serialisation of IO during page faults. This results in a lock
1550  * ordering of:
1551  *
1552  * mmap_sem (MM)
1553  *   sb_start_pagefault(vfs, freeze)
1554  *     i_mmaplock (XFS - truncate serialisation)
1555  *       page_lock (MM)
1556  *         i_lock (XFS - extent map serialisation)
1557  */
1558
1559 /*
1560  * mmap()d file has taken write protection fault and is being made writable. We
1561  * can set the page state up correctly for a writable page, which means we can
1562  * do correct delalloc accounting (ENOSPC checking!) and unwritten extent
1563  * mapping.
1564  */
1565 STATIC int
1566 xfs_filemap_page_mkwrite(
1567         struct vm_area_struct   *vma,
1568         struct vm_fault         *vmf)
1569 {
1570         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1571         int                     ret;
1572
1573         trace_xfs_filemap_page_mkwrite(XFS_I(inode));
1574
1575         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1576         file_update_time(vma->vm_file);
1577         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1578
1579         if (IS_DAX(inode)) {
1580                 ret = __dax_mkwrite(vma, vmf, xfs_get_blocks_dax_fault);
1581         } else {
1582                 ret = block_page_mkwrite(vma, vmf, xfs_get_blocks);
1583                 ret = block_page_mkwrite_return(ret);
1584         }
1585
1586         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1587         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1588
1589         return ret;
1590 }
1591
1592 STATIC int
1593 xfs_filemap_fault(
1594         struct vm_area_struct   *vma,
1595         struct vm_fault         *vmf)
1596 {
1597         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1598         int                     ret;
1599
1600         trace_xfs_filemap_fault(XFS_I(inode));
1601
1602         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1603         if ((vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE) && IS_DAX(inode))
1604                 return xfs_filemap_page_mkwrite(vma, vmf);
1605
1606         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1607         if (IS_DAX(inode)) {
1608                 /*
1609                  * we do not want to trigger unwritten extent conversion on read
1610                  * faults - that is unnecessary overhead and would also require
1611                  * changes to xfs_get_blocks_direct() to map unwritten extent
1612                  * ioend for conversion on read-only mappings.
1613                  */
1614                 ret = __dax_fault(vma, vmf, xfs_get_blocks_dax_fault);
1615         } else
1616                 ret = filemap_fault(vma, vmf);
1617         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1618
1619         return ret;
1620 }
1621
1622 /*
1623  * Similar to xfs_filemap_fault(), the DAX fault path can call into here on
1624  * both read and write faults. Hence we need to handle both cases. There is no
1625  * ->pmd_mkwrite callout for huge pages, so we have a single function here to
1626  * handle both cases here. @flags carries the information on the type of fault
1627  * occuring.
1628  */
1629 STATIC int
1630 xfs_filemap_pmd_fault(
1631         struct vm_area_struct   *vma,
1632         unsigned long           addr,
1633         pmd_t                   *pmd,
1634         unsigned int            flags)
1635 {
1636         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1637         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1638         int                     ret;
1639
1640         if (!IS_DAX(inode))
1641                 return VM_FAULT_FALLBACK;
1642
1643         trace_xfs_filemap_pmd_fault(ip);
1644
1645         if (flags & FAULT_FLAG_WRITE) {
1646                 sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1647                 file_update_time(vma->vm_file);
1648         }
1649
1650         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1651         ret = __dax_pmd_fault(vma, addr, pmd, flags, xfs_get_blocks_dax_fault);
1652         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1653
1654         if (flags & FAULT_FLAG_WRITE)
1655                 sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1656
1657         return ret;
1658 }
1659
1660 /*
1661  * pfn_mkwrite was originally inteneded to ensure we capture time stamp
1662  * updates on write faults. In reality, it's need to serialise against
1663  * truncate similar to page_mkwrite. Hence we cycle the XFS_MMAPLOCK_SHARED
1664  * to ensure we serialise the fault barrier in place.
1665  */
1666 static int
1667 xfs_filemap_pfn_mkwrite(
1668         struct vm_area_struct   *vma,
1669         struct vm_fault         *vmf)
1670 {
1671
1672         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1673         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1674         int                     ret = VM_FAULT_NOPAGE;
1675         loff_t                  size;
1676
1677         trace_xfs_filemap_pfn_mkwrite(ip);
1678
1679         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1680         file_update_time(vma->vm_file);
1681
1682         /* check if the faulting page hasn't raced with truncate */
1683         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1684         size = (i_size_read(inode) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1685         if (vmf->pgoff >= size)
1686                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
1687         else if (IS_DAX(inode))
1688                 ret = dax_pfn_mkwrite(vma, vmf);
1689         xfs_iunlock(ip, XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1690         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1691         return ret;
1692
1693 }
1694
1695 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops = {
1696         .fault          = xfs_filemap_fault,
1697         .pmd_fault      = xfs_filemap_pmd_fault,
1698         .map_pages      = filemap_map_pages,
1699         .page_mkwrite   = xfs_filemap_page_mkwrite,
1700         .pfn_mkwrite    = xfs_filemap_pfn_mkwrite,
1701 };
1702
1703 STATIC int
1704 xfs_file_mmap(
1705         struct file     *filp,
1706         struct vm_area_struct *vma)
1707 {
1708         file_accessed(filp);
1709         vma->vm_ops = &xfs_file_vm_ops;
1710         if (IS_DAX(file_inode(filp)))
1711                 vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP | VM_HUGEPAGE;
1712         return 0;
1713 }
1714
1715 const struct file_operations xfs_file_operations = {
1716         .llseek         = xfs_file_llseek,
1717         .read_iter      = xfs_file_read_iter,
1718         .write_iter     = xfs_file_write_iter,
1719         .splice_read    = xfs_file_splice_read,
1720         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1721         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1722 #ifdef CONFIG_COMPAT
1723         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1724 #endif
1725         .mmap           = xfs_file_mmap,
1726         .open           = xfs_file_open,
1727         .release        = xfs_file_release,
1728         .fsync          = xfs_file_fsync,
1729         .fallocate      = xfs_file_fallocate,
1730 };
1731
1732 const struct file_operations xfs_dir_file_operations = {
1733         .open           = xfs_dir_open,
1734         .read           = generic_read_dir,
1735         .iterate_shared = xfs_file_readdir,
1736         .llseek         = generic_file_llseek,
1737         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1738 #ifdef CONFIG_COMPAT
1739         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1740 #endif
1741         .fsync          = xfs_dir_fsync,
1742 };