fs/xfs/xfs_file.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2000-2005 Silicon Graphics, Inc.
   3  * All Rights Reserved.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   7  * published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
  16  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  17  */
  18 #include "xfs.h"
  19 #include "xfs_fs.h"
  20 #include "xfs_shared.h"
  21 #include "xfs_format.h"
  22 #include "xfs_log_format.h"
  23 #include "xfs_trans_resv.h"
  24 #include "xfs_mount.h"
  25 #include "xfs_da_format.h"
  26 #include "xfs_da_btree.h"
  27 #include "xfs_inode.h"
  28 #include "xfs_trans.h"
  29 #include "xfs_inode_item.h"
  30 #include "xfs_bmap.h"
  31 #include "xfs_bmap_util.h"
  32 #include "xfs_error.h"
  33 #include "xfs_dir2.h"
  34 #include "xfs_dir2_priv.h"
  35 #include "xfs_ioctl.h"
  36 #include "xfs_trace.h"
  37 #include "xfs_log.h"
  38 #include "xfs_icache.h"
  39 #include "xfs_pnfs.h"
  40 #include "xfs_iomap.h"
  41 #include "xfs_reflink.h"
  42
  43 #include <linux/dcache.h>
  44 #include <linux/falloc.h>
  45 #include <linux/pagevec.h>
  46 #include <linux/backing-dev.h>
  47
  48 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops;
  49
  50 /*
  51  * Locking primitives for read and write IO paths to ensure we consistently use
  52  * and order the inode->i_mutex, ip->i_lock and ip->i_iolock.
  53  */
  54 static inline void
  55 xfs_rw_ilock(
  56         struct xfs_inode        *ip,
  57         int                     type)
  58 {
  59         if (type & XFS_IOLOCK_EXCL)
  60                 inode_lock(VFS_I(ip));
  61         xfs_ilock(ip, type);
  62 }
  63
  64 static inline void
  65 xfs_rw_iunlock(
  66         struct xfs_inode        *ip,
  67         int                     type)
  68 {
  69         xfs_iunlock(ip, type);
  70         if (type & XFS_IOLOCK_EXCL)
  71                 inode_unlock(VFS_I(ip));
  72 }
  73
  74 static inline void
  75 xfs_rw_ilock_demote(
  76         struct xfs_inode        *ip,
  77         int                     type)
  78 {
  79         xfs_ilock_demote(ip, type);
  80         if (type & XFS_IOLOCK_EXCL)
  81                 inode_unlock(VFS_I(ip));
  82 }
  83
  84 /*
  85  * Clear the specified ranges to zero through either the pagecache or DAX.
  86  * Holes and unwritten extents will be left as-is as they already are zeroed.
  87  */
  88 int
  89 xfs_zero_range(
  90         struct xfs_inode        *ip,
  91         xfs_off_t               pos,
  92         xfs_off_t               count,
  93         bool                    *did_zero)
  94 {
  95         return iomap_zero_range(VFS_I(ip), pos, count, NULL, &xfs_iomap_ops);
  96 }
  97
  98 int
  99 xfs_update_prealloc_flags(
 100         struct xfs_inode        *ip,
 101         enum xfs_prealloc_flags flags)
 102 {
 103         struct xfs_trans        *tp;
 104         int                     error;
 105
 106         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_writeid,
 107                         0, 0, 0, &tp);
 108         if (error)
 109                 return error;
 110
 111         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 112         xfs_trans_ijoin(tp, ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 113
 114         if (!(flags & XFS_PREALLOC_INVISIBLE)) {
 115                 VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISUID;
 116                 if (VFS_I(ip)->i_mode & S_IXGRP)
 117                         VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISGID;
 118                 xfs_trans_ichgtime(tp, ip, XFS_ICHGTIME_MOD | XFS_ICHGTIME_CHG);
 119         }
 120
 121         if (flags & XFS_PREALLOC_SET)
 122                 ip->i_d.di_flags |= XFS_DIFLAG_PREALLOC;
 123         if (flags & XFS_PREALLOC_CLEAR)
 124                 ip->i_d.di_flags &= ~XFS_DIFLAG_PREALLOC;
 125
 126         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
 127         if (flags & XFS_PREALLOC_SYNC)
 128                 xfs_trans_set_sync(tp);
 129         return xfs_trans_commit(tp);
 130 }
 131
 132 /*
 133  * Fsync operations on directories are much simpler than on regular files,
 134  * as there is no file data to flush, and thus also no need for explicit
 135  * cache flush operations, and there are no non-transaction metadata updates
 136  * on directories either.
 137  */
 138 STATIC int
 139 xfs_dir_fsync(
 140         struct file             *file,
 141         loff_t                  start,
 142         loff_t                  end,
 143         int                     datasync)
 144 {
 145         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
 146         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 147         xfs_lsn_t               lsn = 0;
 148
 149         trace_xfs_dir_fsync(ip);
 150
 151         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 152         if (xfs_ipincount(ip))
 153                 lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
 154         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 155
 156         if (!lsn)
 157                 return 0;
 158         return _xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, NULL);
 159 }
 160
 161 STATIC int
 162 xfs_file_fsync(
 163         struct file             *file,
 164         loff_t                  start,
 165         loff_t                  end,
 166         int                     datasync)
 167 {
 168         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 169         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 170         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 171         int                     error = 0;
 172         int                     log_flushed = 0;
 173         xfs_lsn_t               lsn = 0;
 174
 175         trace_xfs_file_fsync(ip);
 176
 177         error = filemap_write_and_wait_range(inode->i_mapping, start, end);
 178         if (error)
 179                 return error;
 180
 181         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 182                 return -EIO;
 183
 184         xfs_iflags_clear(ip, XFS_ITRUNCATED);
 185
 186         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER) {
 187                 /*
 188                  * If we have an RT and/or log subvolume we need to make sure
 189                  * to flush the write cache the device used for file data
 190                  * first.  This is to ensure newly written file data make
 191                  * it to disk before logging the new inode size in case of
 192                  * an extending write.
 193                  */
 194                 if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
 195                         xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_rtdev_targp);
 196                 else if (mp->m_logdev_targp != mp->m_ddev_targp)
 197                         xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
 198         }
 199
 200         /*
 201          * All metadata updates are logged, which means that we just have to
 202          * flush the log up to the latest LSN that touched the inode. If we have
 203          * concurrent fsync/fdatasync() calls, we need them to all block on the
 204          * log force before we clear the ili_fsync_fields field. This ensures
 205          * that we don't get a racing sync operation that does not wait for the
 206          * metadata to hit the journal before returning. If we race with
 207          * clearing the ili_fsync_fields, then all that will happen is the log
 208          * force will do nothing as the lsn will already be on disk. We can't
 209          * race with setting ili_fsync_fields because that is done under
 210          * XFS_ILOCK_EXCL, and that can't happen because we hold the lock shared
 211          * until after the ili_fsync_fields is cleared.
 212          */
 213         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 214         if (xfs_ipincount(ip)) {
 215                 if (!datasync ||
 216                     (ip->i_itemp->ili_fsync_fields & ~XFS_ILOG_TIMESTAMP))
 217                         lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
 218         }
 219
 220         if (lsn) {
 221                 error = _xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, &log_flushed);
 222                 ip->i_itemp->ili_fsync_fields = 0;
 223         }
 224         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 225
 226         /*
 227          * If we only have a single device, and the log force about was
 228          * a no-op we might have to flush the data device cache here.
 229          * This can only happen for fdatasync/O_DSYNC if we were overwriting
 230          * an already allocated file and thus do not have any metadata to
 231          * commit.
 232          */
 233         if ((mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER) &&
 234             mp->m_logdev_targp == mp->m_ddev_targp &&
 235             !XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) &&
 236             !log_flushed)
 237                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
 238
 239         return error;
 240 }
 241
 242 STATIC ssize_t
 243 xfs_file_dio_aio_read(
 244         struct kiocb            *iocb,
 245         struct iov_iter         *to)
 246 {
 247         struct address_space    *mapping = iocb->ki_filp->f_mapping;
 248         struct inode            *inode = mapping->host;
 249         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 250         loff_t                  isize = i_size_read(inode);
 251         size_t                  count = iov_iter_count(to);
 252         loff_t                  end = iocb->ki_pos + count - 1;
 253         struct iov_iter         data;
 254         struct xfs_buftarg      *target;
 255         ssize_t                 ret = 0;
 256
 257         trace_xfs_file_direct_read(ip, count, iocb->ki_pos);
 258
 259         if (!count)
 260                 return 0; /* skip atime */
 261
 262         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
 263                 target = ip->i_mount->m_rtdev_targp;
 264         else
 265                 target = ip->i_mount->m_ddev_targp;
 266
 267         /* DIO must be aligned to device logical sector size */
 268         if ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask) {
 269                 if (iocb->ki_pos == isize)
 270                         return 0;
 271                 return -EINVAL;
 272         }
 273
 274         file_accessed(iocb->ki_filp);
 275
 276         xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 277         if (mapping->nrpages) {
 278                 ret = filemap_write_and_wait_range(mapping, iocb->ki_pos, end);
 279                 if (ret)
 280                         goto out_unlock;
 281
 282                 /*
 283                  * Invalidate whole pages. This can return an error if we fail
 284                  * to invalidate a page, but this should never happen on XFS.
 285                  * Warn if it does fail.
 286                  */
 287                 ret = invalidate_inode_pages2_range(mapping,
 288                                 iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT, end >> PAGE_SHIFT);
 289                 WARN_ON_ONCE(ret);
 290                 ret = 0;
 291         }
 292
 293         data = *to;
 294         ret = __blockdev_direct_IO(iocb, inode, target->bt_bdev, &data,
 295                         xfs_get_blocks_direct, NULL, NULL, 0);
 296         if (ret >= 0) {
 297                 iocb->ki_pos += ret;
 298                 iov_iter_advance(to, ret);
 299         }
 300
 301 out_unlock:
 302         xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 303         return ret;
 304 }
 305
 306 static noinline ssize_t
 307 xfs_file_dax_read(
 308         struct kiocb            *iocb,
 309         struct iov_iter         *to)
 310 {
 311         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(iocb->ki_filp->f_mapping->host);
 312         size_t                  count = iov_iter_count(to);
 313         ssize_t                 ret = 0;
 314
 315         trace_xfs_file_dax_read(ip, count, iocb->ki_pos);
 316
 317         if (!count)
 318                 return 0; /* skip atime */
 319
 320         xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 321         ret = iomap_dax_rw(iocb, to, &xfs_iomap_ops);
 322         xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 323
 324         file_accessed(iocb->ki_filp);
 325         return ret;
 326 }
 327
 328 STATIC ssize_t
 329 xfs_file_buffered_aio_read(
 330         struct kiocb            *iocb,
 331         struct iov_iter         *to)
 332 {
 333         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 334         ssize_t                 ret;
 335
 336         trace_xfs_file_buffered_read(ip, iov_iter_count(to), iocb->ki_pos);
 337
 338         xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 339         ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
 340         xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 341
 342         return ret;
 343 }
 344
 345 STATIC ssize_t
 346 xfs_file_read_iter(
 347         struct kiocb            *iocb,
 348         struct iov_iter         *to)
 349 {
 350         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 351         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(inode)->i_mount;
 352         ssize_t                 ret = 0;
 353
 354         XFS_STATS_INC(mp, xs_read_calls);
 355
 356         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 357                 return -EIO;
 358
 359         if (IS_DAX(inode))
 360                 ret = xfs_file_dax_read(iocb, to);
 361         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)
 362                 ret = xfs_file_dio_aio_read(iocb, to);
 363         else
 364                 ret = xfs_file_buffered_aio_read(iocb, to);
 365
 366         if (ret > 0)
 367                 XFS_STATS_ADD(mp, xs_read_bytes, ret);
 368         return ret;
 369 }
 370
 371 /*
 372  * Zero any on disk space between the current EOF and the new, larger EOF.
 373  *
 374  * This handles the normal case of zeroing the remainder of the last block in
 375  * the file and the unusual case of zeroing blocks out beyond the size of the
 376  * file.  This second case only happens with fixed size extents and when the
 377  * system crashes before the inode size was updated but after blocks were
 378  * allocated.
 379  *
 380  * Expects the iolock to be held exclusive, and will take the ilock internally.
 381  */
 382 int                                     /* error (positive) */
 383 xfs_zero_eof(
 384         struct xfs_inode        *ip,
 385         xfs_off_t               offset,         /* starting I/O offset */
 386         xfs_fsize_t             isize,          /* current inode size */
 387         bool                    *did_zeroing)
 388 {
 389         ASSERT(xfs_isilocked(ip, XFS_IOLOCK_EXCL));
 390         ASSERT(offset > isize);
 391
 392         trace_xfs_zero_eof(ip, isize, offset - isize);
 393         return xfs_zero_range(ip, isize, offset - isize, did_zeroing);
 394 }
 395
 396 /*
 397  * Common pre-write limit and setup checks.
 398  *
 399  * Called with the iolocked held either shared and exclusive according to
 400  * @iolock, and returns with it held.  Might upgrade the iolock to exclusive
 401  * if called for a direct write beyond i_size.
 402  */
 403 STATIC ssize_t
 404 xfs_file_aio_write_checks(
 405         struct kiocb            *iocb,
 406         struct iov_iter         *from,
 407         int                     *iolock)
 408 {
 409         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 410         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 411         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 412         ssize_t                 error = 0;
 413         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 414         bool                    drained_dio = false;
 415
 416 restart:
 417         error = generic_write_checks(iocb, from);
 418         if (error <= 0)
 419                 return error;
 420
 421         error = xfs_break_layouts(inode, iolock, true);
 422         if (error)
 423                 return error;
 424
 425         /* For changing security info in file_remove_privs() we need i_mutex */
 426         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED && !IS_NOSEC(inode)) {
 427                 xfs_rw_iunlock(ip, *iolock);
 428                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 429                 xfs_rw_ilock(ip, *iolock);
 430                 goto restart;
 431         }
 432         /*
 433          * If the offset is beyond the size of the file, we need to zero any
 434          * blocks that fall between the existing EOF and the start of this
 435          * write.  If zeroing is needed and we are currently holding the
 436          * iolock shared, we need to update it to exclusive which implies
 437          * having to redo all checks before.
 438          *
 439          * We need to serialise against EOF updates that occur in IO
 440          * completions here. We want to make sure that nobody is changing the
 441          * size while we do this check until we have placed an IO barrier (i.e.
 442          * hold the XFS_IOLOCK_EXCL) that prevents new IO from being dispatched.
 443          * The spinlock effectively forms a memory barrier once we have the
 444          * XFS_IOLOCK_EXCL so we are guaranteed to see the latest EOF value
 445          * and hence be able to correctly determine if we need to run zeroing.
 446          */
 447         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 448         if (iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
 449                 bool    zero = false;
 450
 451                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 452                 if (!drained_dio) {
 453                         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
 454                                 xfs_rw_iunlock(ip, *iolock);
 455                                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 456                                 xfs_rw_ilock(ip, *iolock);
 457                                 iov_iter_reexpand(from, count);
 458                         }
 459                         /*
 460                          * We now have an IO submission barrier in place, but
 461                          * AIO can do EOF updates during IO completion and hence
 462                          * we now need to wait for all of them to drain. Non-AIO
 463                          * DIO will have drained before we are given the
 464                          * XFS_IOLOCK_EXCL, and so for most cases this wait is a
 465                          * no-op.
 466                          */
 467                         inode_dio_wait(inode);
 468                         drained_dio = true;
 469                         goto restart;
 470                 }
 471                 error = xfs_zero_eof(ip, iocb->ki_pos, i_size_read(inode), &zero);
 472                 if (error)
 473                         return error;
 474         } else
 475                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 476
 477         /*
 478          * Updating the timestamps will grab the ilock again from
 479          * xfs_fs_dirty_inode, so we have to call it after dropping the
 480          * lock above.  Eventually we should look into a way to avoid
 481          * the pointless lock roundtrip.
 482          */
 483         if (likely(!(file->f_mode & FMODE_NOCMTIME))) {
 484                 error = file_update_time(file);
 485                 if (error)
 486                         return error;
 487         }
 488
 489         /*
 490          * If we're writing the file then make sure to clear the setuid and
 491          * setgid bits if the process is not being run by root.  This keeps
 492          * people from modifying setuid and setgid binaries.
 493          */
 494         if (!IS_NOSEC(inode))
 495                 return file_remove_privs(file);
 496         return 0;
 497 }
 498
 499 /*
 500  * xfs_file_dio_aio_write - handle direct IO writes
 501  *
 502  * Lock the inode appropriately to prepare for and issue a direct IO write.
 503  * By separating it from the buffered write path we remove all the tricky to
 504  * follow locking changes and looping.
 505  *
 506  * If there are cached pages or we're extending the file, we need IOLOCK_EXCL
 507  * until we're sure the bytes at the new EOF have been zeroed and/or the cached
 508  * pages are flushed out.
 509  *
 510  * In most cases the direct IO writes will be done holding IOLOCK_SHARED
 511  * allowing them to be done in parallel with reads and other direct IO writes.
 512  * However, if the IO is not aligned to filesystem blocks, the direct IO layer
 513  * needs to do sub-block zeroing and that requires serialisation against other
 514  * direct IOs to the same block. In this case we need to serialise the
 515  * submission of the unaligned IOs so that we don't get racing block zeroing in
 516  * the dio layer.  To avoid the problem with aio, we also need to wait for
 517  * outstanding IOs to complete so that unwritten extent conversion is completed
 518  * before we try to map the overlapping block. This is currently implemented by
 519  * hitting it with a big hammer (i.e. inode_dio_wait()).
 520  *
 521  * Returns with locks held indicated by @iolock and errors indicated by
 522  * negative return values.
 523  */
 524 STATIC ssize_t
 525 xfs_file_dio_aio_write(
 526         struct kiocb            *iocb,
 527         struct iov_iter         *from)
 528 {
 529         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 530         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 531         struct inode            *inode = mapping->host;
 532         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 533         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 534         ssize_t                 ret = 0;
 535         int                     unaligned_io = 0;
 536         int                     iolock;
 537         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 538         loff_t                  end;
 539         struct iov_iter         data;
 540         struct xfs_buftarg      *target = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) ?
 541                                         mp->m_rtdev_targp : mp->m_ddev_targp;
 542
 543         /* DIO must be aligned to device logical sector size */
 544         if ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask)
 545                 return -EINVAL;
 546
 547         /*
 548          * Don't take the exclusive iolock here unless the I/O is unaligned to
 549          * the file system block size.  We don't need to consider the EOF
 550          * extension case here because xfs_file_aio_write_checks() will relock
 551          * the inode as necessary for EOF zeroing cases and fill out the new
 552          * inode size as appropriate.
 553          */
 554         if ((iocb->ki_pos & mp->m_blockmask) ||
 555             ((iocb->ki_pos + count) & mp->m_blockmask)) {
 556                 unaligned_io = 1;
 557                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 558         } else {
 559                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 560         }
 561
 562         xfs_rw_ilock(ip, iolock);
 563
 564         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 565         if (ret)
 566                 goto out;
 567         count = iov_iter_count(from);
 568         end = iocb->ki_pos + count - 1;
 569
 570         if (mapping->nrpages) {
 571                 ret = filemap_write_and_wait_range(mapping, iocb->ki_pos, end);
 572                 if (ret)
 573                         goto out;
 574
 575                 /*
 576                  * Invalidate whole pages. This can return an error if we fail
 577                  * to invalidate a page, but this should never happen on XFS.
 578                  * Warn if it does fail.
 579                  */
 580                 ret = invalidate_inode_pages2_range(mapping,
 581                                 iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT, end >> PAGE_SHIFT);
 582                 WARN_ON_ONCE(ret);
 583                 ret = 0;
 584         }
 585
 586         /*
 587          * If we are doing unaligned IO, wait for all other IO to drain,
 588          * otherwise demote the lock if we had to take the exclusive lock
 589          * for other reasons in xfs_file_aio_write_checks.
 590          */
 591         if (unaligned_io)
 592                 inode_dio_wait(inode);
 593         else if (iolock == XFS_IOLOCK_EXCL) {
 594                 xfs_rw_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 595                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 596         }
 597
 598         trace_xfs_file_direct_write(ip, count, iocb->ki_pos);
 599
 600         /* If this is a block-aligned directio CoW, remap immediately. */
 601         if (xfs_is_reflink_inode(ip) && !unaligned_io) {
 602                 ret = xfs_reflink_allocate_cow_range(ip, iocb->ki_pos, count);
 603                 if (ret)
 604                         goto out;
 605         }
 606
 607         data = *from;
 608         ret = __blockdev_direct_IO(iocb, inode, target->bt_bdev, &data,
 609                         xfs_get_blocks_direct, xfs_end_io_direct_write,
 610                         NULL, DIO_ASYNC_EXTEND);
 611
 612         /* see generic_file_direct_write() for why this is necessary */
 613         if (mapping->nrpages) {
 614                 invalidate_inode_pages2_range(mapping,
 615                                               iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT,
 616                                               end >> PAGE_SHIFT);
 617         }
 618
 619         if (ret > 0) {
 620                 iocb->ki_pos += ret;
 621                 iov_iter_advance(from, ret);
 622         }
 623 out:
 624         xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
 625
 626         /*
 627          * No fallback to buffered IO on errors for XFS, direct IO will either
 628          * complete fully or fail.
 629          */
 630         ASSERT(ret < 0 || ret == count);
 631         return ret;
 632 }
 633
 634 static noinline ssize_t
 635 xfs_file_dax_write(
 636         struct kiocb            *iocb,
 637         struct iov_iter         *from)
 638 {
 639         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 640         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 641         int                     iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 642         ssize_t                 ret, error = 0;
 643         size_t                  count;
 644         loff_t                  pos;
 645
 646         xfs_rw_ilock(ip, iolock);
 647         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 648         if (ret)
 649                 goto out;
 650
 651         pos = iocb->ki_pos;
 652         count = iov_iter_count(from);
 653
 654         trace_xfs_file_dax_write(ip, count, pos);
 655
 656         ret = iomap_dax_rw(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
 657         if (ret > 0 && iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
 658                 i_size_write(inode, iocb->ki_pos);
 659                 error = xfs_setfilesize(ip, pos, ret);
 660         }
 661
 662 out:
 663         xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
 664         return error ? error : ret;
 665 }
 666
 667 STATIC ssize_t
 668 xfs_file_buffered_aio_write(
 669         struct kiocb            *iocb,
 670         struct iov_iter         *from)
 671 {
 672         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 673         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 674         struct inode            *inode = mapping->host;
 675         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 676         ssize_t                 ret;
 677         int                     enospc = 0;
 678         int                     iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 679
 680         xfs_rw_ilock(ip, iolock);
 681
 682         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 683         if (ret)
 684                 goto out;
 685
 686         /* We can write back this queue in page reclaim */
 687         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
 688
 689 write_retry:
 690         trace_xfs_file_buffered_write(ip, iov_iter_count(from), iocb->ki_pos);
 691         ret = iomap_file_buffered_write(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
 692         if (likely(ret >= 0))
 693                 iocb->ki_pos += ret;
 694
 695         /*
 696          * If we hit a space limit, try to free up some lingering preallocated
 697          * space before returning an error. In the case of ENOSPC, first try to
 698          * write back all dirty inodes to free up some of the excess reserved
 699          * metadata space. This reduces the chances that the eofblocks scan
 700          * waits on dirty mappings. Since xfs_flush_inodes() is serialized, this
 701          * also behaves as a filter to prevent too many eofblocks scans from
 702          * running at the same time.
 703          */
 704         if (ret == -EDQUOT && !enospc) {
 705                 enospc = xfs_inode_free_quota_eofblocks(ip);
 706                 if (enospc)
 707                         goto write_retry;
 708                 enospc = xfs_inode_free_quota_cowblocks(ip);
 709                 if (enospc)
 710                         goto write_retry;
 711         } else if (ret == -ENOSPC && !enospc) {
 712                 struct xfs_eofblocks eofb = {0};
 713
 714                 enospc = 1;
 715                 xfs_flush_inodes(ip->i_mount);
 716                 eofb.eof_scan_owner = ip->i_ino; /* for locking */
 717                 eofb.eof_flags = XFS_EOF_FLAGS_SYNC;
 718                 xfs_icache_free_eofblocks(ip->i_mount, &eofb);
 719                 goto write_retry;
 720         }
 721
 722         current->backing_dev_info = NULL;
 723 out:
 724         xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
 725         return ret;
 726 }
 727
 728 STATIC ssize_t
 729 xfs_file_write_iter(
 730         struct kiocb            *iocb,
 731         struct iov_iter         *from)
 732 {
 733         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 734         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 735         struct inode            *inode = mapping->host;
 736         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 737         ssize_t                 ret;
 738         size_t                  ocount = iov_iter_count(from);
 739
 740         XFS_STATS_INC(ip->i_mount, xs_write_calls);
 741
 742         if (ocount == 0)
 743                 return 0;
 744
 745         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 746                 return -EIO;
 747
 748         if (IS_DAX(inode))
 749                 ret = xfs_file_dax_write(iocb, from);
 750         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
 751                 /*
 752                  * Allow a directio write to fall back to a buffered
 753                  * write *only* in the case that we're doing a reflink
 754                  * CoW.  In all other directio scenarios we do not
 755                  * allow an operation to fall back to buffered mode.
 756                  */
 757                 ret = xfs_file_dio_aio_write(iocb, from);
 758                 if (ret == -EREMCHG)
 759                         goto buffered;
 760         } else {
 761 buffered:
 762                 ret = xfs_file_buffered_aio_write(iocb, from);
 763         }
 764
 765         if (ret > 0) {
 766                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 767
 768                 /* Handle various SYNC-type writes */
 769                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 770         }
 771         return ret;
 772 }
 773
 774 #define XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED                                         \
 775                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
 776                  FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |      \
 777                  FALLOC_FL_INSERT_RANGE | FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE)
 778
 779 STATIC long
 780 xfs_file_fallocate(
 781         struct file             *file,
 782         int                     mode,
 783         loff_t                  offset,
 784         loff_t                  len)
 785 {
 786         struct inode            *inode = file_inode(file);
 787         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 788         long                    error;
 789         enum xfs_prealloc_flags flags = 0;
 790         uint                    iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 791         loff_t                  new_size = 0;
 792         bool                    do_file_insert = 0;
 793
 794         if (!S_ISREG(inode->i_mode))
 795                 return -EINVAL;
 796         if (mode & ~XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED)
 797                 return -EOPNOTSUPP;
 798
 799         xfs_ilock(ip, iolock);
 800         error = xfs_break_layouts(inode, &iolock, false);
 801         if (error)
 802                 goto out_unlock;
 803
 804         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 805         iolock |= XFS_MMAPLOCK_EXCL;
 806
 807         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE) {
 808                 error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
 809                 if (error)
 810                         goto out_unlock;
 811         } else if (mode & FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE) {
 812                 unsigned blksize_mask = (1 << inode->i_blkbits) - 1;
 813
 814                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
 815                         error = -EINVAL;
 816                         goto out_unlock;
 817                 }
 818
 819                 /*
 820                  * There is no need to overlap collapse range with EOF,
 821                  * in which case it is effectively a truncate operation
 822                  */
 823                 if (offset + len >= i_size_read(inode)) {
 824                         error = -EINVAL;
 825                         goto out_unlock;
 826                 }
 827
 828                 new_size = i_size_read(inode) - len;
 829
 830                 error = xfs_collapse_file_space(ip, offset, len);
 831                 if (error)
 832                         goto out_unlock;
 833         } else if (mode & FALLOC_FL_INSERT_RANGE) {
 834                 unsigned blksize_mask = (1 << inode->i_blkbits) - 1;
 835
 836                 new_size = i_size_read(inode) + len;
 837                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
 838                         error = -EINVAL;
 839                         goto out_unlock;
 840                 }
 841
 842                 /* check the new inode size does not wrap through zero */
 843                 if (new_size > inode->i_sb->s_maxbytes) {
 844                         error = -EFBIG;
 845                         goto out_unlock;
 846                 }
 847
 848                 /* Offset should be less than i_size */
 849                 if (offset >= i_size_read(inode)) {
 850                         error = -EINVAL;
 851                         goto out_unlock;
 852                 }
 853                 do_file_insert = 1;
 854         } else {
 855                 flags |= XFS_PREALLOC_SET;
 856
 857                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
 858                     offset + len > i_size_read(inode)) {
 859                         new_size = offset + len;
 860                         error = inode_newsize_ok(inode, new_size);
 861                         if (error)
 862                                 goto out_unlock;
 863                 }
 864
 865                 if (mode & FALLOC_FL_ZERO_RANGE)
 866                         error = xfs_zero_file_space(ip, offset, len);
 867                 else {
 868                         if (mode & FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE) {
 869                                 error = xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
 870                                 if (error)
 871                                         goto out_unlock;
 872                         }
 873                         error = xfs_alloc_file_space(ip, offset, len,
 874                                                      XFS_BMAPI_PREALLOC);
 875                 }
 876                 if (error)
 877                         goto out_unlock;
 878         }
 879
 880         if (file->f_flags & O_DSYNC)
 881                 flags |= XFS_PREALLOC_SYNC;
 882
 883         error = xfs_update_prealloc_flags(ip, flags);
 884         if (error)
 885                 goto out_unlock;
 886
 887         /* Change file size if needed */
 888         if (new_size) {
 889                 struct iattr iattr;
 890
 891                 iattr.ia_valid = ATTR_SIZE;
 892                 iattr.ia_size = new_size;
 893                 error = xfs_vn_setattr_size(file_dentry(file), &iattr);
 894                 if (error)
 895                         goto out_unlock;
 896         }
 897
 898         /*
 899          * Perform hole insertion now that the file size has been
 900          * updated so that if we crash during the operation we don't
 901          * leave shifted extents past EOF and hence losing access to
 902          * the data that is contained within them.
 903          */
 904         if (do_file_insert)
 905                 error = xfs_insert_file_space(ip, offset, len);
 906
 907 out_unlock:
 908         xfs_iunlock(ip, iolock);
 909         return error;
 910 }
 911
 912 /*
 913  * Flush all file writes out to disk.
 914  */
 915 static int
 916 xfs_file_wait_for_io(
 917         struct inode    *inode,
 918         loff_t          offset,
 919         size_t          len)
 920 {
 921         loff_t          rounding;
 922         loff_t          ioffset;
 923         loff_t          iendoffset;
 924         loff_t          bs;
 925         int             ret;
 926
 927         bs = inode->i_sb->s_blocksize;
 928         inode_dio_wait(inode);
 929
 930         rounding = max_t(xfs_off_t, bs, PAGE_SIZE);
 931         ioffset = round_down(offset, rounding);
 932         iendoffset = round_up(offset + len, rounding) - 1;
 933         ret = filemap_write_and_wait_range(inode->i_mapping, ioffset,
 934                                            iendoffset);
 935         return ret;
 936 }
 937
 938 /* Hook up to the VFS reflink function */
 939 STATIC int
 940 xfs_file_share_range(
 941         struct file     *file_in,
 942         loff_t          pos_in,
 943         struct file     *file_out,
 944         loff_t          pos_out,
 945         u64             len,
 946         bool            is_dedupe)
 947 {
 948         struct inode    *inode_in;
 949         struct inode    *inode_out;
 950         ssize_t         ret;
 951         loff_t          bs;
 952         loff_t          isize;
 953         int             same_inode;
 954         loff_t          blen;
 955         unsigned int    flags = 0;
 956
 957         inode_in = file_inode(file_in);
 958         inode_out = file_inode(file_out);
 959         bs = inode_out->i_sb->s_blocksize;
 960
 961         /* Don't touch certain kinds of inodes */
 962         if (IS_IMMUTABLE(inode_out))
 963                 return -EPERM;
 964         if (IS_SWAPFILE(inode_in) ||
 965             IS_SWAPFILE(inode_out))
 966                 return -ETXTBSY;
 967
 968         /* Reflink only works within this filesystem. */
 969         if (inode_in->i_sb != inode_out->i_sb)
 970                 return -EXDEV;
 971         same_inode = (inode_in->i_ino == inode_out->i_ino);
 972
 973         /* Don't reflink dirs, pipes, sockets... */
 974         if (S_ISDIR(inode_in->i_mode) || S_ISDIR(inode_out->i_mode))
 975                 return -EISDIR;
 976         if (S_ISFIFO(inode_in->i_mode) || S_ISFIFO(inode_out->i_mode))
 977                 return -EINVAL;
 978         if (!S_ISREG(inode_in->i_mode) || !S_ISREG(inode_out->i_mode))
 979                 return -EINVAL;
 980
 981         /* Don't share DAX file data for now. */
 982         if (IS_DAX(inode_in) || IS_DAX(inode_out))
 983                 return -EINVAL;
 984
 985         /* Are we going all the way to the end? */
 986         isize = i_size_read(inode_in);
 987         if (isize == 0)
 988                 return 0;
 989         if (len == 0)
 990                 len = isize - pos_in;
 991
 992         /* Ensure offsets don't wrap and the input is inside i_size */
 993         if (pos_in + len < pos_in || pos_out + len < pos_out ||
 994             pos_in + len > isize)
 995                 return -EINVAL;
 996
 997         /* Don't allow dedupe past EOF in the dest file */
 998         if (is_dedupe) {
 999                 loff_t  disize;
1000
1001                 disize = i_size_read(inode_out);
1002                 if (pos_out >= disize || pos_out + len > disize)
1003                         return -EINVAL;
1004         }
1005
1006         /* If we're linking to EOF, continue to the block boundary. */
1007         if (pos_in + len == isize)
1008                 blen = ALIGN(isize, bs) - pos_in;
1009         else
1010                 blen = len;
1011
1012         /* Only reflink if we're aligned to block boundaries */
1013         if (!IS_ALIGNED(pos_in, bs) || !IS_ALIGNED(pos_in + blen, bs) ||
1014             !IS_ALIGNED(pos_out, bs) || !IS_ALIGNED(pos_out + blen, bs))
1015                 return -EINVAL;
1016
1017         /* Don't allow overlapped reflink within the same file */
1018         if (same_inode && pos_out + blen > pos_in && pos_out < pos_in + blen)
1019                 return -EINVAL;
1020
1021         /* Wait for the completion of any pending IOs on srcfile */
1022         ret = xfs_file_wait_for_io(inode_in, pos_in, len);
1023         if (ret)
1024                 goto out;
1025         ret = xfs_file_wait_for_io(inode_out, pos_out, len);
1026         if (ret)
1027                 goto out;
1028
1029         if (is_dedupe)
1030                 flags |= XFS_REFLINK_DEDUPE;
1031         ret = xfs_reflink_remap_range(XFS_I(inode_in), pos_in, XFS_I(inode_out),
1032                         pos_out, len, flags);
1033         if (ret < 0)
1034                 goto out;
1035
1036 out:
1037         return ret;
1038 }
1039
1040 STATIC ssize_t
1041 xfs_file_copy_range(
1042         struct file     *file_in,
1043         loff_t          pos_in,
1044         struct file     *file_out,
1045         loff_t          pos_out,
1046         size_t          len,
1047         unsigned int    flags)
1048 {
1049         int             error;
1050
1051         error = xfs_file_share_range(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
1052                                      len, false);
1053         if (error)
1054                 return error;
1055         return len;
1056 }
1057
1058 STATIC int
1059 xfs_file_clone_range(
1060         struct file     *file_in,
1061         loff_t          pos_in,
1062         struct file     *file_out,
1063         loff_t          pos_out,
1064         u64             len)
1065 {
1066         return xfs_file_share_range(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
1067                                      len, false);
1068 }
1069
1070 #define XFS_MAX_DEDUPE_LEN      (16 * 1024 * 1024)
1071 STATIC ssize_t
1072 xfs_file_dedupe_range(
1073         struct file     *src_file,
1074         u64             loff,
1075         u64             len,
1076         struct file     *dst_file,
1077         u64             dst_loff)
1078 {
1079         int             error;
1080
1081         /*
1082          * Limit the total length we will dedupe for each operation.
1083          * This is intended to bound the total time spent in this
1084          * ioctl to something sane.
1085          */
1086         if (len > XFS_MAX_DEDUPE_LEN)
1087                 len = XFS_MAX_DEDUPE_LEN;
1088
1089         error = xfs_file_share_range(src_file, loff, dst_file, dst_loff,
1090                                      len, true);
1091         if (error)
1092                 return error;
1093         return len;
1094 }
1095
1096 STATIC int
1097 xfs_file_open(
1098         struct inode    *inode,
1099         struct file     *file)
1100 {
1101         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE) && i_size_read(inode) > MAX_NON_LFS)
1102                 return -EFBIG;
1103         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_M(inode->i_sb)))
1104                 return -EIO;
1105         return 0;
1106 }
1107
1108 STATIC int
1109 xfs_dir_open(
1110         struct inode    *inode,
1111         struct file     *file)
1112 {
1113         struct xfs_inode *ip = XFS_I(inode);
1114         int             mode;
1115         int             error;
1116
1117         error = xfs_file_open(inode, file);
1118         if (error)
1119                 return error;
1120
1121         /*
1122          * If there are any blocks, read-ahead block 0 as we're almost
1123          * certain to have the next operation be a read there.
1124          */
1125         mode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1126         if (ip->i_d.di_nextents > 0)
1127                 xfs_dir3_data_readahead(ip, 0, -1);
1128         xfs_iunlock(ip, mode);
1129         return 0;
1130 }
1131
1132 STATIC int
1133 xfs_file_release(
1134         struct inode    *inode,
1135         struct file     *filp)
1136 {
1137         return xfs_release(XFS_I(inode));
1138 }
1139
1140 STATIC int
1141 xfs_file_readdir(
1142         struct file     *file,
1143         struct dir_context *ctx)
1144 {
1145         struct inode    *inode = file_inode(file);
1146         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
1147         size_t          bufsize;
1148
1149         /*
1150          * The Linux API doesn't pass down the total size of the buffer
1151          * we read into down to the filesystem.  With the filldir concept
1152          * it's not needed for correct information, but the XFS dir2 leaf
1153          * code wants an estimate of the buffer size to calculate it's
1154          * readahead window and size the buffers used for mapping to
1155          * physical blocks.
1156          *
1157          * Try to give it an estimate that's good enough, maybe at some
1158          * point we can change the ->readdir prototype to include the
1159          * buffer size.  For now we use the current glibc buffer size.
1160          */
1161         bufsize = (size_t)min_t(loff_t, 32768, ip->i_d.di_size);
1162
1163         return xfs_readdir(ip, ctx, bufsize);
1164 }
1165
1166 /*
1167  * This type is designed to indicate the type of offset we would like
1168  * to search from page cache for xfs_seek_hole_data().
1169  */
1170 enum {
1171         HOLE_OFF = 0,
1172         DATA_OFF,
1173 };
1174
1175 /*
1176  * Lookup the desired type of offset from the given page.
1177  *
1178  * On success, return true and the offset argument will point to the
1179  * start of the region that was found.  Otherwise this function will
1180  * return false and keep the offset argument unchanged.
1181  */
1182 STATIC bool
1183 xfs_lookup_buffer_offset(
1184         struct page             *page,
1185         loff_t                  *offset,
1186         unsigned int            type)
1187 {
1188         loff_t                  lastoff = page_offset(page);
1189         bool                    found = false;
1190         struct buffer_head      *bh, *head;
1191
1192         bh = head = page_buffers(page);
1193         do {
1194                 /*
1195                  * Unwritten extents that have data in the page
1196                  * cache covering them can be identified by the
1197                  * BH_Unwritten state flag.  Pages with multiple
1198                  * buffers might have a mix of holes, data and
1199                  * unwritten extents - any buffer with valid
1200                  * data in it should have BH_Uptodate flag set
1201                  * on it.
1202                  */
1203                 if (buffer_unwritten(bh) ||
1204                     buffer_uptodate(bh)) {
1205                         if (type == DATA_OFF)
1206                                 found = true;
1207                 } else {
1208                         if (type == HOLE_OFF)
1209                                 found = true;
1210                 }
1211
1212                 if (found) {
1213                         *offset = lastoff;
1214                         break;
1215                 }
1216                 lastoff += bh->b_size;
1217         } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
1218
1219         return found;
1220 }
1221
1222 /*
1223  * This routine is called to find out and return a data or hole offset
1224  * from the page cache for unwritten extents according to the desired
1225  * type for xfs_seek_hole_data().
1226  *
1227  * The argument offset is used to tell where we start to search from the
1228  * page cache.  Map is used to figure out the end points of the range to
1229  * lookup pages.
1230  *
1231  * Return true if the desired type of offset was found, and the argument
1232  * offset is filled with that address.  Otherwise, return false and keep
1233  * offset unchanged.
1234  */
1235 STATIC bool
1236 xfs_find_get_desired_pgoff(
1237         struct inode            *inode,
1238         struct xfs_bmbt_irec    *map,
1239         unsigned int            type,
1240         loff_t                  *offset)
1241 {
1242         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1243         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1244         struct pagevec          pvec;
1245         pgoff_t                 index;
1246         pgoff_t                 end;
1247         loff_t                  endoff;
1248         loff_t                  startoff = *offset;
1249         loff_t                  lastoff = startoff;
1250         bool                    found = false;
1251
1252         pagevec_init(&pvec, 0);
1253
1254         index = startoff >> PAGE_SHIFT;
1255         endoff = XFS_FSB_TO_B(mp, map->br_startoff + map->br_blockcount);
1256         end = endoff >> PAGE_SHIFT;
1257         do {
1258                 int             want;
1259                 unsigned        nr_pages;
1260                 unsigned int    i;
1261
1262                 want = min_t(pgoff_t, end - index, PAGEVEC_SIZE);
1263                 nr_pages = pagevec_lookup(&pvec, inode->i_mapping, index,
1264                                           want);
1265                 /*
1266                  * No page mapped into given range.  If we are searching holes
1267                  * and if this is the first time we got into the loop, it means
1268                  * that the given offset is landed in a hole, return it.
1269                  *
1270                  * If we have already stepped through some block buffers to find
1271                  * holes but they all contains data.  In this case, the last
1272                  * offset is already updated and pointed to the end of the last
1273                  * mapped page, if it does not reach the endpoint to search,
1274                  * that means there should be a hole between them.
1275                  */
1276                 if (nr_pages == 0) {
1277                         /* Data search found nothing */
1278                         if (type == DATA_OFF)
1279                                 break;
1280
1281                         ASSERT(type == HOLE_OFF);
1282                         if (lastoff == startoff || lastoff < endoff) {
1283                                 found = true;
1284                                 *offset = lastoff;
1285                         }
1286                         break;
1287                 }
1288
1289                 /*
1290                  * At lease we found one page.  If this is the first time we
1291                  * step into the loop, and if the first page index offset is
1292                  * greater than the given search offset, a hole was found.
1293                  */
1294                 if (type == HOLE_OFF && lastoff == startoff &&
1295                     lastoff < page_offset(pvec.pages[0])) {
1296                         found = true;
1297                         break;
1298                 }
1299
1300                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1301                         struct page     *page = pvec.pages[i];
1302                         loff_t          b_offset;
1303
1304                         /*
1305                          * At this point, the page may be truncated or
1306                          * invalidated (changing page->mapping to NULL),
1307                          * or even swizzled back from swapper_space to tmpfs
1308                          * file mapping. However, page->index will not change
1309                          * because we have a reference on the page.
1310                          *
1311                          * Searching done if the page index is out of range.
1312                          * If the current offset is not reaches the end of
1313                          * the specified search range, there should be a hole
1314                          * between them.
1315                          */
1316                         if (page->index > end) {
1317                                 if (type == HOLE_OFF && lastoff < endoff) {
1318                                         *offset = lastoff;
1319                                         found = true;
1320                                 }
1321                                 goto out;
1322                         }
1323
1324                         lock_page(page);
1325                         /*
1326                          * Page truncated or invalidated(page->mapping == NULL).
1327                          * We can freely skip it and proceed to check the next
1328                          * page.
1329                          */
1330                         if (unlikely(page->mapping != inode->i_mapping)) {
1331                                 unlock_page(page);
1332                                 continue;
1333                         }
1334
1335                         if (!page_has_buffers(page)) {
1336                                 unlock_page(page);
1337                                 continue;
1338                         }
1339
1340                         found = xfs_lookup_buffer_offset(page, &b_offset, type);
1341                         if (found) {
1342                                 /*
1343                                  * The found offset may be less than the start
1344                                  * point to search if this is the first time to
1345                                  * come here.
1346                                  */
1347                                 *offset = max_t(loff_t, startoff, b_offset);
1348                                 unlock_page(page);
1349                                 goto out;
1350                         }
1351
1352                         /*
1353                          * We either searching data but nothing was found, or
1354                          * searching hole but found a data buffer.  In either
1355                          * case, probably the next page contains the desired
1356                          * things, update the last offset to it so.
1357                          */
1358                         lastoff = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
1359                         unlock_page(page);
1360                 }
1361
1362                 /*
1363                  * The number of returned pages less than our desired, search
1364                  * done.  In this case, nothing was found for searching data,
1365                  * but we found a hole behind the last offset.
1366                  */
1367                 if (nr_pages < want) {
1368                         if (type == HOLE_OFF) {
1369                                 *offset = lastoff;
1370                                 found = true;
1371                         }
1372                         break;
1373                 }
1374
1375                 index = pvec.pages[i - 1]->index + 1;
1376                 pagevec_release(&pvec);
1377         } while (index <= end);
1378
1379 out:
1380         pagevec_release(&pvec);
1381         return found;
1382 }
1383
1384 /*
1385  * caller must lock inode with xfs_ilock_data_map_shared,
1386  * can we craft an appropriate ASSERT?
1387  *
1388  * end is because the VFS-level lseek interface is defined such that any
1389  * offset past i_size shall return -ENXIO, but we use this for quota code
1390  * which does not maintain i_size, and we want to SEEK_DATA past i_size.
1391  */
1392 loff_t
1393 __xfs_seek_hole_data(
1394         struct inode            *inode,
1395         loff_t                  start,
1396         loff_t                  end,
1397         int                     whence)
1398 {
1399         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1400         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1401         loff_t                  uninitialized_var(offset);
1402         xfs_fileoff_t           fsbno;
1403         xfs_filblks_t           lastbno;
1404         int                     error;
1405
1406         if (start >= end) {
1407                 error = -ENXIO;
1408                 goto out_error;
1409         }
1410
1411         /*
1412          * Try to read extents from the first block indicated
1413          * by fsbno to the end block of the file.
1414          */
1415         fsbno = XFS_B_TO_FSBT(mp, start);
1416         lastbno = XFS_B_TO_FSB(mp, end);
1417
1418         for (;;) {
1419                 struct xfs_bmbt_irec    map[2];
1420                 int                     nmap = 2;
1421                 unsigned int            i;
1422
1423                 error = xfs_bmapi_read(ip, fsbno, lastbno - fsbno, map, &nmap,
1424                                        XFS_BMAPI_ENTIRE);
1425                 if (error)
1426                         goto out_error;
1427
1428                 /* No extents at given offset, must be beyond EOF */
1429                 if (nmap == 0) {
1430                         error = -ENXIO;
1431                         goto out_error;
1432                 }
1433
1434                 for (i = 0; i < nmap; i++) {
1435                         offset = max_t(loff_t, start,
1436                                        XFS_FSB_TO_B(mp, map[i].br_startoff));
1437
1438                         /* Landed in the hole we wanted? */
1439                         if (whence == SEEK_HOLE &&
1440                             map[i].br_startblock == HOLESTARTBLOCK)
1441                                 goto out;
1442
1443                         /* Landed in the data extent we wanted? */
1444                         if (whence == SEEK_DATA &&
1445                             (map[i].br_startblock == DELAYSTARTBLOCK ||
1446                              (map[i].br_state == XFS_EXT_NORM &&
1447                               !isnullstartblock(map[i].br_startblock))))
1448                                 goto out;
1449
1450                         /*
1451                          * Landed in an unwritten extent, try to search
1452                          * for hole or data from page cache.
1453                          */
1454                         if (map[i].br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN) {
1455                                 if (xfs_find_get_desired_pgoff(inode, &map[i],
1456                                       whence == SEEK_HOLE ? HOLE_OFF : DATA_OFF,
1457                                                         &offset))
1458                                         goto out;
1459                         }
1460                 }
1461
1462                 /*
1463                  * We only received one extent out of the two requested. This
1464                  * means we've hit EOF and didn't find what we are looking for.
1465                  */
1466                 if (nmap == 1) {
1467                         /*
1468                          * If we were looking for a hole, set offset to
1469                          * the end of the file (i.e., there is an implicit
1470                          * hole at the end of any file).
1471                          */
1472                         if (whence == SEEK_HOLE) {
1473                                 offset = end;
1474                                 break;
1475                         }
1476                         /*
1477                          * If we were looking for data, it's nowhere to be found
1478                          */
1479                         ASSERT(whence == SEEK_DATA);
1480                         error = -ENXIO;
1481                         goto out_error;
1482                 }
1483
1484                 ASSERT(i > 1);
1485
1486                 /*
1487                  * Nothing was found, proceed to the next round of search
1488                  * if the next reading offset is not at or beyond EOF.
1489                  */
1490                 fsbno = map[i - 1].br_startoff + map[i - 1].br_blockcount;
1491                 start = XFS_FSB_TO_B(mp, fsbno);
1492                 if (start >= end) {
1493                         if (whence == SEEK_HOLE) {
1494                                 offset = end;
1495                                 break;
1496                         }
1497                         ASSERT(whence == SEEK_DATA);
1498                         error = -ENXIO;
1499                         goto out_error;
1500                 }
1501         }
1502
1503 out:
1504         /*
1505          * If at this point we have found the hole we wanted, the returned
1506          * offset may be bigger than the file size as it may be aligned to
1507          * page boundary for unwritten extents.  We need to deal with this
1508          * situation in particular.
1509          */
1510         if (whence == SEEK_HOLE)
1511                 offset = min_t(loff_t, offset, end);
1512
1513         return offset;
1514
1515 out_error:
1516         return error;
1517 }
1518
1519 STATIC loff_t
1520 xfs_seek_hole_data(
1521         struct file             *file,
1522         loff_t                  start,
1523         int                     whence)
1524 {
1525         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
1526         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1527         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1528         uint                    lock;
1529         loff_t                  offset, end;
1530         int                     error = 0;
1531
1532         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1533                 return -EIO;
1534
1535         lock = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1536
1537         end = i_size_read(inode);
1538         offset = __xfs_seek_hole_data(inode, start, end, whence);
1539         if (offset < 0) {
1540                 error = offset;
1541                 goto out_unlock;
1542         }
1543
1544         offset = vfs_setpos(file, offset, inode->i_sb->s_maxbytes);
1545
1546 out_unlock:
1547         xfs_iunlock(ip, lock);
1548
1549         if (error)
1550                 return error;
1551         return offset;
1552 }
1553
1554 STATIC loff_t
1555 xfs_file_llseek(
1556         struct file     *file,
1557         loff_t          offset,
1558         int             whence)
1559 {
1560         switch (whence) {
1561         case SEEK_END:
1562         case SEEK_CUR:
1563         case SEEK_SET:
1564                 return generic_file_llseek(file, offset, whence);
1565         case SEEK_HOLE:
1566         case SEEK_DATA:
1567                 return xfs_seek_hole_data(file, offset, whence);
1568         default:
1569                 return -EINVAL;
1570         }
1571 }
1572
1573 /*
1574  * Locking for serialisation of IO during page faults. This results in a lock
1575  * ordering of:
1576  *
1577  * mmap_sem (MM)
1578  *   sb_start_pagefault(vfs, freeze)
1579  *     i_mmaplock (XFS - truncate serialisation)
1580  *       page_lock (MM)
1581  *         i_lock (XFS - extent map serialisation)
1582  */
1583
1584 /*
1585  * mmap()d file has taken write protection fault and is being made writable. We
1586  * can set the page state up correctly for a writable page, which means we can
1587  * do correct delalloc accounting (ENOSPC checking!) and unwritten extent
1588  * mapping.
1589  */
1590 STATIC int
1591 xfs_filemap_page_mkwrite(
1592         struct vm_area_struct   *vma,
1593         struct vm_fault         *vmf)
1594 {
1595         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1596         int                     ret;
1597
1598         trace_xfs_filemap_page_mkwrite(XFS_I(inode));
1599
1600         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1601         file_update_time(vma->vm_file);
1602         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1603
1604         if (IS_DAX(inode)) {
1605                 ret = iomap_dax_fault(vma, vmf, &xfs_iomap_ops);
1606         } else {
1607                 ret = iomap_page_mkwrite(vma, vmf, &xfs_iomap_ops);
1608                 ret = block_page_mkwrite_return(ret);
1609         }
1610
1611         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1612         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1613
1614         return ret;
1615 }
1616
1617 STATIC int
1618 xfs_filemap_fault(
1619         struct vm_area_struct   *vma,
1620         struct vm_fault         *vmf)
1621 {
1622         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1623         int                     ret;
1624
1625         trace_xfs_filemap_fault(XFS_I(inode));
1626
1627         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1628         if ((vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE) && IS_DAX(inode))
1629                 return xfs_filemap_page_mkwrite(vma, vmf);
1630
1631         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1632         if (IS_DAX(inode)) {
1633                 /*
1634                  * we do not want to trigger unwritten extent conversion on read
1635                  * faults - that is unnecessary overhead and would also require
1636                  * changes to xfs_get_blocks_direct() to map unwritten extent
1637                  * ioend for conversion on read-only mappings.
1638                  */
1639                 ret = iomap_dax_fault(vma, vmf, &xfs_iomap_ops);
1640         } else
1641                 ret = filemap_fault(vma, vmf);
1642         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1643
1644         return ret;
1645 }
1646
1647 /*
1648  * Similar to xfs_filemap_fault(), the DAX fault path can call into here on
1649  * both read and write faults. Hence we need to handle both cases. There is no
1650  * ->pmd_mkwrite callout for huge pages, so we have a single function here to
1651  * handle both cases here. @flags carries the information on the type of fault
1652  * occuring.
1653  */
1654 STATIC int
1655 xfs_filemap_pmd_fault(
1656         struct vm_area_struct   *vma,
1657         unsigned long           addr,
1658         pmd_t                   *pmd,
1659         unsigned int            flags)
1660 {
1661         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1662         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1663         int                     ret;
1664
1665         if (!IS_DAX(inode))
1666                 return VM_FAULT_FALLBACK;
1667
1668         trace_xfs_filemap_pmd_fault(ip);
1669
1670         if (flags & FAULT_FLAG_WRITE) {
1671                 sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1672                 file_update_time(vma->vm_file);
1673         }
1674
1675         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1676         ret = dax_pmd_fault(vma, addr, pmd, flags, xfs_get_blocks_dax_fault);
1677         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1678
1679         if (flags & FAULT_FLAG_WRITE)
1680                 sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1681
1682         return ret;
1683 }
1684
1685 /*
1686  * pfn_mkwrite was originally inteneded to ensure we capture time stamp
1687  * updates on write faults. In reality, it's need to serialise against
1688  * truncate similar to page_mkwrite. Hence we cycle the XFS_MMAPLOCK_SHARED
1689  * to ensure we serialise the fault barrier in place.
1690  */
1691 static int
1692 xfs_filemap_pfn_mkwrite(
1693         struct vm_area_struct   *vma,
1694         struct vm_fault         *vmf)
1695 {
1696
1697         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1698         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1699         int                     ret = VM_FAULT_NOPAGE;
1700         loff_t                  size;
1701
1702         trace_xfs_filemap_pfn_mkwrite(ip);
1703
1704         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1705         file_update_time(vma->vm_file);
1706
1707         /* check if the faulting page hasn't raced with truncate */
1708         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1709         size = (i_size_read(inode) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1710         if (vmf->pgoff >= size)
1711                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
1712         else if (IS_DAX(inode))
1713                 ret = dax_pfn_mkwrite(vma, vmf);
1714         xfs_iunlock(ip, XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1715         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1716         return ret;
1717
1718 }
1719
1720 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops = {
1721         .fault          = xfs_filemap_fault,
1722         .pmd_fault      = xfs_filemap_pmd_fault,
1723         .map_pages      = filemap_map_pages,
1724         .page_mkwrite   = xfs_filemap_page_mkwrite,
1725         .pfn_mkwrite    = xfs_filemap_pfn_mkwrite,
1726 };
1727
1728 STATIC int
1729 xfs_file_mmap(
1730         struct file     *filp,
1731         struct vm_area_struct *vma)
1732 {
1733         file_accessed(filp);
1734         vma->vm_ops = &xfs_file_vm_ops;
1735         if (IS_DAX(file_inode(filp)))
1736                 vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP | VM_HUGEPAGE;
1737         return 0;
1738 }
1739
1740 const struct file_operations xfs_file_operations = {
1741         .llseek         = xfs_file_llseek,
1742         .read_iter      = xfs_file_read_iter,
1743         .write_iter     = xfs_file_write_iter,
1744         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1745         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1746         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1747 #ifdef CONFIG_COMPAT
1748         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1749 #endif
1750         .mmap           = xfs_file_mmap,
1751         .open           = xfs_file_open,
1752         .release        = xfs_file_release,
1753         .fsync          = xfs_file_fsync,
1754         .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area,
1755         .fallocate      = xfs_file_fallocate,
1756         .copy_file_range = xfs_file_copy_range,
1757         .clone_file_range = xfs_file_clone_range,
1758         .dedupe_file_range = xfs_file_dedupe_range,
1759 };
1760
1761 const struct file_operations xfs_dir_file_operations = {
1762         .open           = xfs_dir_open,
1763         .read           = generic_read_dir,
1764         .iterate_shared = xfs_file_readdir,
1765         .llseek         = generic_file_llseek,
1766         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1767 #ifdef CONFIG_COMPAT
1768         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1769 #endif
1770         .fsync          = xfs_dir_fsync,
1771 };