fs/xfs/xfs_file.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (c) 2000-2005 Silicon Graphics, Inc.
   4  * All Rights Reserved.
   5  */
   6 #include "xfs.h"
   7 #include "xfs_fs.h"
   8 #include "xfs_shared.h"
   9 #include "xfs_format.h"
  10 #include "xfs_log_format.h"
  11 #include "xfs_trans_resv.h"
  12 #include "xfs_mount.h"
  13 #include "xfs_da_format.h"
  14 #include "xfs_da_btree.h"
  15 #include "xfs_inode.h"
  16 #include "xfs_trans.h"
  17 #include "xfs_inode_item.h"
  18 #include "xfs_bmap.h"
  19 #include "xfs_bmap_util.h"
  20 #include "xfs_error.h"
  21 #include "xfs_dir2.h"
  22 #include "xfs_dir2_priv.h"
  23 #include "xfs_ioctl.h"
  24 #include "xfs_trace.h"
  25 #include "xfs_log.h"
  26 #include "xfs_icache.h"
  27 #include "xfs_pnfs.h"
  28 #include "xfs_iomap.h"
  29 #include "xfs_reflink.h"
  30
  31 #include <linux/dcache.h>
  32 #include <linux/falloc.h>
  33 #include <linux/pagevec.h>
  34 #include <linux/backing-dev.h>
  35 #include <linux/mman.h>
  36
  37 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops;
  38
  39 int
  40 xfs_update_prealloc_flags(
  41         struct xfs_inode        *ip,
  42         enum xfs_prealloc_flags flags)
  43 {
  44         struct xfs_trans        *tp;
  45         int                     error;
  46
  47         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_writeid,
  48                         0, 0, 0, &tp);
  49         if (error)
  50                 return error;
  51
  52         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
  53         xfs_trans_ijoin(tp, ip, XFS_ILOCK_EXCL);
  54
  55         if (!(flags & XFS_PREALLOC_INVISIBLE)) {
  56                 VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISUID;
  57                 if (VFS_I(ip)->i_mode & S_IXGRP)
  58                         VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISGID;
  59                 xfs_trans_ichgtime(tp, ip, XFS_ICHGTIME_MOD | XFS_ICHGTIME_CHG);
  60         }
  61
  62         if (flags & XFS_PREALLOC_SET)
  63                 ip->i_d.di_flags |= XFS_DIFLAG_PREALLOC;
  64         if (flags & XFS_PREALLOC_CLEAR)
  65                 ip->i_d.di_flags &= ~XFS_DIFLAG_PREALLOC;
  66
  67         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
  68         if (flags & XFS_PREALLOC_SYNC)
  69                 xfs_trans_set_sync(tp);
  70         return xfs_trans_commit(tp);
  71 }
  72
  73 /*
  74  * Fsync operations on directories are much simpler than on regular files,
  75  * as there is no file data to flush, and thus also no need for explicit
  76  * cache flush operations, and there are no non-transaction metadata updates
  77  * on directories either.
  78  */
  79 STATIC int
  80 xfs_dir_fsync(
  81         struct file             *file,
  82         loff_t                  start,
  83         loff_t                  end,
  84         int                     datasync)
  85 {
  86         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
  87         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
  88         xfs_lsn_t               lsn = 0;
  89
  90         trace_xfs_dir_fsync(ip);
  91
  92         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
  93         if (xfs_ipincount(ip))
  94                 lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
  95         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
  96
  97         if (!lsn)
  98                 return 0;
  99         return xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, NULL);
 100 }
 101
 102 STATIC int
 103 xfs_file_fsync(
 104         struct file             *file,
 105         loff_t                  start,
 106         loff_t                  end,
 107         int                     datasync)
 108 {
 109         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 110         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 111         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 112         int                     error = 0;
 113         int                     log_flushed = 0;
 114         xfs_lsn_t               lsn = 0;
 115
 116         trace_xfs_file_fsync(ip);
 117
 118         error = file_write_and_wait_range(file, start, end);
 119         if (error)
 120                 return error;
 121
 122         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 123                 return -EIO;
 124
 125         xfs_iflags_clear(ip, XFS_ITRUNCATED);
 126
 127         /*
 128          * If we have an RT and/or log subvolume we need to make sure to flush
 129          * the write cache the device used for file data first.  This is to
 130          * ensure newly written file data make it to disk before logging the new
 131          * inode size in case of an extending write.
 132          */
 133         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
 134                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_rtdev_targp);
 135         else if (mp->m_logdev_targp != mp->m_ddev_targp)
 136                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
 137
 138         /*
 139          * All metadata updates are logged, which means that we just have to
 140          * flush the log up to the latest LSN that touched the inode. If we have
 141          * concurrent fsync/fdatasync() calls, we need them to all block on the
 142          * log force before we clear the ili_fsync_fields field. This ensures
 143          * that we don't get a racing sync operation that does not wait for the
 144          * metadata to hit the journal before returning. If we race with
 145          * clearing the ili_fsync_fields, then all that will happen is the log
 146          * force will do nothing as the lsn will already be on disk. We can't
 147          * race with setting ili_fsync_fields because that is done under
 148          * XFS_ILOCK_EXCL, and that can't happen because we hold the lock shared
 149          * until after the ili_fsync_fields is cleared.
 150          */
 151         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 152         if (xfs_ipincount(ip)) {
 153                 if (!datasync ||
 154                     (ip->i_itemp->ili_fsync_fields & ~XFS_ILOG_TIMESTAMP))
 155                         lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
 156         }
 157
 158         if (lsn) {
 159                 error = xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, &log_flushed);
 160                 ip->i_itemp->ili_fsync_fields = 0;
 161         }
 162         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 163
 164         /*
 165          * If we only have a single device, and the log force about was
 166          * a no-op we might have to flush the data device cache here.
 167          * This can only happen for fdatasync/O_DSYNC if we were overwriting
 168          * an already allocated file and thus do not have any metadata to
 169          * commit.
 170          */
 171         if (!log_flushed && !XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) &&
 172             mp->m_logdev_targp == mp->m_ddev_targp)
 173                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
 174
 175         return error;
 176 }
 177
 178 STATIC ssize_t
 179 xfs_file_dio_aio_read(
 180         struct kiocb            *iocb,
 181         struct iov_iter         *to)
 182 {
 183         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 184         size_t                  count = iov_iter_count(to);
 185         ssize_t                 ret;
 186
 187         trace_xfs_file_direct_read(ip, count, iocb->ki_pos);
 188
 189         if (!count)
 190                 return 0; /* skip atime */
 191
 192         file_accessed(iocb->ki_filp);
 193
 194         xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 195         ret = iomap_dio_rw(iocb, to, &xfs_iomap_ops, NULL);
 196         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 197
 198         return ret;
 199 }
 200
 201 static noinline ssize_t
 202 xfs_file_dax_read(
 203         struct kiocb            *iocb,
 204         struct iov_iter         *to)
 205 {
 206         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(iocb->ki_filp->f_mapping->host);
 207         size_t                  count = iov_iter_count(to);
 208         ssize_t                 ret = 0;
 209
 210         trace_xfs_file_dax_read(ip, count, iocb->ki_pos);
 211
 212         if (!count)
 213                 return 0; /* skip atime */
 214
 215         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 216                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, XFS_IOLOCK_SHARED))
 217                         return -EAGAIN;
 218         } else {
 219                 xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 220         }
 221
 222         ret = dax_iomap_rw(iocb, to, &xfs_iomap_ops);
 223         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 224
 225         file_accessed(iocb->ki_filp);
 226         return ret;
 227 }
 228
 229 STATIC ssize_t
 230 xfs_file_buffered_aio_read(
 231         struct kiocb            *iocb,
 232         struct iov_iter         *to)
 233 {
 234         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 235         ssize_t                 ret;
 236
 237         trace_xfs_file_buffered_read(ip, iov_iter_count(to), iocb->ki_pos);
 238
 239         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 240                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, XFS_IOLOCK_SHARED))
 241                         return -EAGAIN;
 242         } else {
 243                 xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 244         }
 245         ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
 246         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 247
 248         return ret;
 249 }
 250
 251 STATIC ssize_t
 252 xfs_file_read_iter(
 253         struct kiocb            *iocb,
 254         struct iov_iter         *to)
 255 {
 256         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 257         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(inode)->i_mount;
 258         ssize_t                 ret = 0;
 259
 260         XFS_STATS_INC(mp, xs_read_calls);
 261
 262         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 263                 return -EIO;
 264
 265         if (IS_DAX(inode))
 266                 ret = xfs_file_dax_read(iocb, to);
 267         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)
 268                 ret = xfs_file_dio_aio_read(iocb, to);
 269         else
 270                 ret = xfs_file_buffered_aio_read(iocb, to);
 271
 272         if (ret > 0)
 273                 XFS_STATS_ADD(mp, xs_read_bytes, ret);
 274         return ret;
 275 }
 276
 277 /*
 278  * Common pre-write limit and setup checks.
 279  *
 280  * Called with the iolocked held either shared and exclusive according to
 281  * @iolock, and returns with it held.  Might upgrade the iolock to exclusive
 282  * if called for a direct write beyond i_size.
 283  */
 284 STATIC ssize_t
 285 xfs_file_aio_write_checks(
 286         struct kiocb            *iocb,
 287         struct iov_iter         *from,
 288         int                     *iolock)
 289 {
 290         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 291         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 292         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 293         ssize_t                 error = 0;
 294         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 295         bool                    drained_dio = false;
 296         loff_t                  isize;
 297
 298 restart:
 299         error = generic_write_checks(iocb, from);
 300         if (error <= 0)
 301                 return error;
 302
 303         error = xfs_break_layouts(inode, iolock, BREAK_WRITE);
 304         if (error)
 305                 return error;
 306
 307         /*
 308          * For changing security info in file_remove_privs() we need i_rwsem
 309          * exclusively.
 310          */
 311         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED && !IS_NOSEC(inode)) {
 312                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
 313                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 314                 xfs_ilock(ip, *iolock);
 315                 goto restart;
 316         }
 317         /*
 318          * If the offset is beyond the size of the file, we need to zero any
 319          * blocks that fall between the existing EOF and the start of this
 320          * write.  If zeroing is needed and we are currently holding the
 321          * iolock shared, we need to update it to exclusive which implies
 322          * having to redo all checks before.
 323          *
 324          * We need to serialise against EOF updates that occur in IO
 325          * completions here. We want to make sure that nobody is changing the
 326          * size while we do this check until we have placed an IO barrier (i.e.
 327          * hold the XFS_IOLOCK_EXCL) that prevents new IO from being dispatched.
 328          * The spinlock effectively forms a memory barrier once we have the
 329          * XFS_IOLOCK_EXCL so we are guaranteed to see the latest EOF value
 330          * and hence be able to correctly determine if we need to run zeroing.
 331          */
 332         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 333         isize = i_size_read(inode);
 334         if (iocb->ki_pos > isize) {
 335                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 336                 if (!drained_dio) {
 337                         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
 338                                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
 339                                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 340                                 xfs_ilock(ip, *iolock);
 341                                 iov_iter_reexpand(from, count);
 342                         }
 343                         /*
 344                          * We now have an IO submission barrier in place, but
 345                          * AIO can do EOF updates during IO completion and hence
 346                          * we now need to wait for all of them to drain. Non-AIO
 347                          * DIO will have drained before we are given the
 348                          * XFS_IOLOCK_EXCL, and so for most cases this wait is a
 349                          * no-op.
 350                          */
 351                         inode_dio_wait(inode);
 352                         drained_dio = true;
 353                         goto restart;
 354                 }
 355
 356                 trace_xfs_zero_eof(ip, isize, iocb->ki_pos - isize);
 357                 error = iomap_zero_range(inode, isize, iocb->ki_pos - isize,
 358                                 NULL, &xfs_iomap_ops);
 359                 if (error)
 360                         return error;
 361         } else
 362                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 363
 364         /*
 365          * Updating the timestamps will grab the ilock again from
 366          * xfs_fs_dirty_inode, so we have to call it after dropping the
 367          * lock above.  Eventually we should look into a way to avoid
 368          * the pointless lock roundtrip.
 369          */
 370         if (likely(!(file->f_mode & FMODE_NOCMTIME))) {
 371                 error = file_update_time(file);
 372                 if (error)
 373                         return error;
 374         }
 375
 376         /*
 377          * If we're writing the file then make sure to clear the setuid and
 378          * setgid bits if the process is not being run by root.  This keeps
 379          * people from modifying setuid and setgid binaries.
 380          */
 381         if (!IS_NOSEC(inode))
 382                 return file_remove_privs(file);
 383         return 0;
 384 }
 385
 386 static int
 387 xfs_dio_write_end_io(
 388         struct kiocb            *iocb,
 389         ssize_t                 size,
 390         unsigned                flags)
 391 {
 392         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 393         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 394         loff_t                  offset = iocb->ki_pos;
 395         int                     error = 0;
 396
 397         trace_xfs_end_io_direct_write(ip, offset, size);
 398
 399         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 400                 return -EIO;
 401
 402         if (size <= 0)
 403                 return size;
 404
 405         /*
 406          * Capture amount written on completion as we can't reliably account
 407          * for it on submission.
 408          */
 409         XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, size);
 410
 411         if (flags & IOMAP_DIO_COW) {
 412                 error = xfs_reflink_end_cow(ip, offset, size);
 413                 if (error)
 414                         return error;
 415         }
 416
 417         /*
 418          * Unwritten conversion updates the in-core isize after extent
 419          * conversion but before updating the on-disk size. Updating isize any
 420          * earlier allows a racing dio read to find unwritten extents before
 421          * they are converted.
 422          */
 423         if (flags & IOMAP_DIO_UNWRITTEN)
 424                 return xfs_iomap_write_unwritten(ip, offset, size, true);
 425
 426         /*
 427          * We need to update the in-core inode size here so that we don't end up
 428          * with the on-disk inode size being outside the in-core inode size. We
 429          * have no other method of updating EOF for AIO, so always do it here
 430          * if necessary.
 431          *
 432          * We need to lock the test/set EOF update as we can be racing with
 433          * other IO completions here to update the EOF. Failing to serialise
 434          * here can result in EOF moving backwards and Bad Things Happen when
 435          * that occurs.
 436          */
 437         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 438         if (offset + size > i_size_read(inode)) {
 439                 i_size_write(inode, offset + size);
 440                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 441                 error = xfs_setfilesize(ip, offset, size);
 442         } else {
 443                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 444         }
 445
 446         return error;
 447 }
 448
 449 /*
 450  * xfs_file_dio_aio_write - handle direct IO writes
 451  *
 452  * Lock the inode appropriately to prepare for and issue a direct IO write.
 453  * By separating it from the buffered write path we remove all the tricky to
 454  * follow locking changes and looping.
 455  *
 456  * If there are cached pages or we're extending the file, we need IOLOCK_EXCL
 457  * until we're sure the bytes at the new EOF have been zeroed and/or the cached
 458  * pages are flushed out.
 459  *
 460  * In most cases the direct IO writes will be done holding IOLOCK_SHARED
 461  * allowing them to be done in parallel with reads and other direct IO writes.
 462  * However, if the IO is not aligned to filesystem blocks, the direct IO layer
 463  * needs to do sub-block zeroing and that requires serialisation against other
 464  * direct IOs to the same block. In this case we need to serialise the
 465  * submission of the unaligned IOs so that we don't get racing block zeroing in
 466  * the dio layer.  To avoid the problem with aio, we also need to wait for
 467  * outstanding IOs to complete so that unwritten extent conversion is completed
 468  * before we try to map the overlapping block. This is currently implemented by
 469  * hitting it with a big hammer (i.e. inode_dio_wait()).
 470  *
 471  * Returns with locks held indicated by @iolock and errors indicated by
 472  * negative return values.
 473  */
 474 STATIC ssize_t
 475 xfs_file_dio_aio_write(
 476         struct kiocb            *iocb,
 477         struct iov_iter         *from)
 478 {
 479         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 480         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 481         struct inode            *inode = mapping->host;
 482         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 483         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 484         ssize_t                 ret = 0;
 485         int                     unaligned_io = 0;
 486         int                     iolock;
 487         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 488         struct xfs_buftarg      *target = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) ?
 489                                         mp->m_rtdev_targp : mp->m_ddev_targp;
 490
 491         /* DIO must be aligned to device logical sector size */
 492         if ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask)
 493                 return -EINVAL;
 494
 495         /*
 496          * Don't take the exclusive iolock here unless the I/O is unaligned to
 497          * the file system block size.  We don't need to consider the EOF
 498          * extension case here because xfs_file_aio_write_checks() will relock
 499          * the inode as necessary for EOF zeroing cases and fill out the new
 500          * inode size as appropriate.
 501          */
 502         if ((iocb->ki_pos & mp->m_blockmask) ||
 503             ((iocb->ki_pos + count) & mp->m_blockmask)) {
 504                 unaligned_io = 1;
 505
 506                 /*
 507                  * We can't properly handle unaligned direct I/O to reflink
 508                  * files yet, as we can't unshare a partial block.
 509                  */
 510                 if (xfs_is_cow_inode(ip)) {
 511                         trace_xfs_reflink_bounce_dio_write(ip, iocb->ki_pos, count);
 512                         return -EREMCHG;
 513                 }
 514                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 515         } else {
 516                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 517         }
 518
 519         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 520                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, iolock))
 521                         return -EAGAIN;
 522         } else {
 523                 xfs_ilock(ip, iolock);
 524         }
 525
 526         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 527         if (ret)
 528                 goto out;
 529         count = iov_iter_count(from);
 530
 531         /*
 532          * If we are doing unaligned IO, wait for all other IO to drain,
 533          * otherwise demote the lock if we had to take the exclusive lock
 534          * for other reasons in xfs_file_aio_write_checks.
 535          */
 536         if (unaligned_io) {
 537                 /* If we are going to wait for other DIO to finish, bail */
 538                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 539                         if (atomic_read(&inode->i_dio_count))
 540                                 return -EAGAIN;
 541                 } else {
 542                         inode_dio_wait(inode);
 543                 }
 544         } else if (iolock == XFS_IOLOCK_EXCL) {
 545                 xfs_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 546                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 547         }
 548
 549         trace_xfs_file_direct_write(ip, count, iocb->ki_pos);
 550         ret = iomap_dio_rw(iocb, from, &xfs_iomap_ops, xfs_dio_write_end_io);
 551 out:
 552         xfs_iunlock(ip, iolock);
 553
 554         /*
 555          * No fallback to buffered IO on errors for XFS, direct IO will either
 556          * complete fully or fail.
 557          */
 558         ASSERT(ret < 0 || ret == count);
 559         return ret;
 560 }
 561
 562 static noinline ssize_t
 563 xfs_file_dax_write(
 564         struct kiocb            *iocb,
 565         struct iov_iter         *from)
 566 {
 567         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 568         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 569         int                     iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 570         ssize_t                 ret, error = 0;
 571         size_t                  count;
 572         loff_t                  pos;
 573
 574         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 575                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, iolock))
 576                         return -EAGAIN;
 577         } else {
 578                 xfs_ilock(ip, iolock);
 579         }
 580
 581         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 582         if (ret)
 583                 goto out;
 584
 585         pos = iocb->ki_pos;
 586         count = iov_iter_count(from);
 587
 588         trace_xfs_file_dax_write(ip, count, pos);
 589         ret = dax_iomap_rw(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
 590         if (ret > 0 && iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
 591                 i_size_write(inode, iocb->ki_pos);
 592                 error = xfs_setfilesize(ip, pos, ret);
 593         }
 594 out:
 595         xfs_iunlock(ip, iolock);
 596         if (error)
 597                 return error;
 598
 599         if (ret > 0) {
 600                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 601
 602                 /* Handle various SYNC-type writes */
 603                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 604         }
 605         return ret;
 606 }
 607
 608 STATIC ssize_t
 609 xfs_file_buffered_aio_write(
 610         struct kiocb            *iocb,
 611         struct iov_iter         *from)
 612 {
 613         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 614         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 615         struct inode            *inode = mapping->host;
 616         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 617         ssize_t                 ret;
 618         int                     enospc = 0;
 619         int                     iolock;
 620
 621         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 622                 return -EOPNOTSUPP;
 623
 624 write_retry:
 625         iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 626         xfs_ilock(ip, iolock);
 627
 628         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 629         if (ret)
 630                 goto out;
 631
 632         /* We can write back this queue in page reclaim */
 633         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
 634
 635         trace_xfs_file_buffered_write(ip, iov_iter_count(from), iocb->ki_pos);
 636         ret = iomap_file_buffered_write(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
 637         if (likely(ret >= 0))
 638                 iocb->ki_pos += ret;
 639
 640         /*
 641          * If we hit a space limit, try to free up some lingering preallocated
 642          * space before returning an error. In the case of ENOSPC, first try to
 643          * write back all dirty inodes to free up some of the excess reserved
 644          * metadata space. This reduces the chances that the eofblocks scan
 645          * waits on dirty mappings. Since xfs_flush_inodes() is serialized, this
 646          * also behaves as a filter to prevent too many eofblocks scans from
 647          * running at the same time.
 648          */
 649         if (ret == -EDQUOT && !enospc) {
 650                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 651                 enospc = xfs_inode_free_quota_eofblocks(ip);
 652                 if (enospc)
 653                         goto write_retry;
 654                 enospc = xfs_inode_free_quota_cowblocks(ip);
 655                 if (enospc)
 656                         goto write_retry;
 657                 iolock = 0;
 658         } else if (ret == -ENOSPC && !enospc) {
 659                 struct xfs_eofblocks eofb = {0};
 660
 661                 enospc = 1;
 662                 xfs_flush_inodes(ip->i_mount);
 663
 664                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 665                 eofb.eof_flags = XFS_EOF_FLAGS_SYNC;
 666                 xfs_icache_free_eofblocks(ip->i_mount, &eofb);
 667                 xfs_icache_free_cowblocks(ip->i_mount, &eofb);
 668                 goto write_retry;
 669         }
 670
 671         current->backing_dev_info = NULL;
 672 out:
 673         if (iolock)
 674                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 675
 676         if (ret > 0) {
 677                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 678                 /* Handle various SYNC-type writes */
 679                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 680         }
 681         return ret;
 682 }
 683
 684 STATIC ssize_t
 685 xfs_file_write_iter(
 686         struct kiocb            *iocb,
 687         struct iov_iter         *from)
 688 {
 689         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 690         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 691         struct inode            *inode = mapping->host;
 692         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 693         ssize_t                 ret;
 694         size_t                  ocount = iov_iter_count(from);
 695
 696         XFS_STATS_INC(ip->i_mount, xs_write_calls);
 697
 698         if (ocount == 0)
 699                 return 0;
 700
 701         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 702                 return -EIO;
 703
 704         if (IS_DAX(inode))
 705                 return xfs_file_dax_write(iocb, from);
 706
 707         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
 708                 /*
 709                  * Allow a directio write to fall back to a buffered
 710                  * write *only* in the case that we're doing a reflink
 711                  * CoW.  In all other directio scenarios we do not
 712                  * allow an operation to fall back to buffered mode.
 713                  */
 714                 ret = xfs_file_dio_aio_write(iocb, from);
 715                 if (ret != -EREMCHG)
 716                         return ret;
 717         }
 718
 719         return xfs_file_buffered_aio_write(iocb, from);
 720 }
 721
 722 static void
 723 xfs_wait_dax_page(
 724         struct inode            *inode)
 725 {
 726         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 727
 728         xfs_iunlock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 729         schedule();
 730         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 731 }
 732
 733 static int
 734 xfs_break_dax_layouts(
 735         struct inode            *inode,
 736         bool                    *retry)
 737 {
 738         struct page             *page;
 739
 740         ASSERT(xfs_isilocked(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_EXCL));
 741
 742         page = dax_layout_busy_page(inode->i_mapping);
 743         if (!page)
 744                 return 0;
 745
 746         *retry = true;
 747         return ___wait_var_event(&page->_refcount,
 748                         atomic_read(&page->_refcount) == 1, TASK_INTERRUPTIBLE,
 749                         0, 0, xfs_wait_dax_page(inode));
 750 }
 751
 752 int
 753 xfs_break_layouts(
 754         struct inode            *inode,
 755         uint                    *iolock,
 756         enum layout_break_reason reason)
 757 {
 758         bool                    retry;
 759         int                     error;
 760
 761         ASSERT(xfs_isilocked(XFS_I(inode), XFS_IOLOCK_SHARED|XFS_IOLOCK_EXCL));
 762
 763         do {
 764                 retry = false;
 765                 switch (reason) {
 766                 case BREAK_UNMAP:
 767                         error = xfs_break_dax_layouts(inode, &retry);
 768                         if (error || retry)
 769                                 break;
 770                         /* fall through */
 771                 case BREAK_WRITE:
 772                         error = xfs_break_leased_layouts(inode, iolock, &retry);
 773                         break;
 774                 default:
 775                         WARN_ON_ONCE(1);
 776                         error = -EINVAL;
 777                 }
 778         } while (error == 0 && retry);
 779
 780         return error;
 781 }
 782
 783 #define XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED                                         \
 784                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
 785                  FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |      \
 786                  FALLOC_FL_INSERT_RANGE | FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE)
 787
 788 STATIC long
 789 xfs_file_fallocate(
 790         struct file             *file,
 791         int                     mode,
 792         loff_t                  offset,
 793         loff_t                  len)
 794 {
 795         struct inode            *inode = file_inode(file);
 796         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 797         long                    error;
 798         enum xfs_prealloc_flags flags = 0;
 799         uint                    iolock = XFS_IOLOCK_EXCL | XFS_MMAPLOCK_EXCL;
 800         loff_t                  new_size = 0;
 801         bool                    do_file_insert = false;
 802
 803         if (!S_ISREG(inode->i_mode))
 804                 return -EINVAL;
 805         if (mode & ~XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED)
 806                 return -EOPNOTSUPP;
 807
 808         xfs_ilock(ip, iolock);
 809         error = xfs_break_layouts(inode, &iolock, BREAK_UNMAP);
 810         if (error)
 811                 goto out_unlock;
 812
 813         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE) {
 814                 error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
 815                 if (error)
 816                         goto out_unlock;
 817         } else if (mode & FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE) {
 818                 unsigned int blksize_mask = i_blocksize(inode) - 1;
 819
 820                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
 821                         error = -EINVAL;
 822                         goto out_unlock;
 823                 }
 824
 825                 /*
 826                  * There is no need to overlap collapse range with EOF,
 827                  * in which case it is effectively a truncate operation
 828                  */
 829                 if (offset + len >= i_size_read(inode)) {
 830                         error = -EINVAL;
 831                         goto out_unlock;
 832                 }
 833
 834                 new_size = i_size_read(inode) - len;
 835
 836                 error = xfs_collapse_file_space(ip, offset, len);
 837                 if (error)
 838                         goto out_unlock;
 839         } else if (mode & FALLOC_FL_INSERT_RANGE) {
 840                 unsigned int    blksize_mask = i_blocksize(inode) - 1;
 841                 loff_t          isize = i_size_read(inode);
 842
 843                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
 844                         error = -EINVAL;
 845                         goto out_unlock;
 846                 }
 847
 848                 /*
 849                  * New inode size must not exceed ->s_maxbytes, accounting for
 850                  * possible signed overflow.
 851                  */
 852                 if (inode->i_sb->s_maxbytes - isize < len) {
 853                         error = -EFBIG;
 854                         goto out_unlock;
 855                 }
 856                 new_size = isize + len;
 857
 858                 /* Offset should be less than i_size */
 859                 if (offset >= isize) {
 860                         error = -EINVAL;
 861                         goto out_unlock;
 862                 }
 863                 do_file_insert = true;
 864         } else {
 865                 flags |= XFS_PREALLOC_SET;
 866
 867                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
 868                     offset + len > i_size_read(inode)) {
 869                         new_size = offset + len;
 870                         error = inode_newsize_ok(inode, new_size);
 871                         if (error)
 872                                 goto out_unlock;
 873                 }
 874
 875                 if (mode & FALLOC_FL_ZERO_RANGE) {
 876                         error = xfs_zero_file_space(ip, offset, len);
 877                 } else if (mode & FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE) {
 878                         error = xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
 879                         if (error)
 880                                 goto out_unlock;
 881
 882                         if (!xfs_is_always_cow_inode(ip)) {
 883                                 error = xfs_alloc_file_space(ip, offset, len,
 884                                                 XFS_BMAPI_PREALLOC);
 885                         }
 886                 } else {
 887                         /*
 888                          * If always_cow mode we can't use preallocations and
 889                          * thus should not create them.
 890                          */
 891                         if (xfs_is_always_cow_inode(ip)) {
 892                                 error = -EOPNOTSUPP;
 893                                 goto out_unlock;
 894                         }
 895
 896                         error = xfs_alloc_file_space(ip, offset, len,
 897                                                      XFS_BMAPI_PREALLOC);
 898                 }
 899                 if (error)
 900                         goto out_unlock;
 901         }
 902
 903         if (file->f_flags & O_DSYNC)
 904                 flags |= XFS_PREALLOC_SYNC;
 905
 906         error = xfs_update_prealloc_flags(ip, flags);
 907         if (error)
 908                 goto out_unlock;
 909
 910         /* Change file size if needed */
 911         if (new_size) {
 912                 struct iattr iattr;
 913
 914                 iattr.ia_valid = ATTR_SIZE;
 915                 iattr.ia_size = new_size;
 916                 error = xfs_vn_setattr_size(file_dentry(file), &iattr);
 917                 if (error)
 918                         goto out_unlock;
 919         }
 920
 921         /*
 922          * Perform hole insertion now that the file size has been
 923          * updated so that if we crash during the operation we don't
 924          * leave shifted extents past EOF and hence losing access to
 925          * the data that is contained within them.
 926          */
 927         if (do_file_insert)
 928                 error = xfs_insert_file_space(ip, offset, len);
 929
 930 out_unlock:
 931         xfs_iunlock(ip, iolock);
 932         return error;
 933 }
 934
 935
 936 STATIC loff_t
 937 xfs_file_remap_range(
 938         struct file             *file_in,
 939         loff_t                  pos_in,
 940         struct file             *file_out,
 941         loff_t                  pos_out,
 942         loff_t                  len,
 943         unsigned int            remap_flags)
 944 {
 945         struct inode            *inode_in = file_inode(file_in);
 946         struct xfs_inode        *src = XFS_I(inode_in);
 947         struct inode            *inode_out = file_inode(file_out);
 948         struct xfs_inode        *dest = XFS_I(inode_out);
 949         struct xfs_mount        *mp = src->i_mount;
 950         loff_t                  remapped = 0;
 951         xfs_extlen_t            cowextsize;
 952         int                     ret;
 953
 954         if (remap_flags & ~(REMAP_FILE_DEDUP | REMAP_FILE_ADVISORY))
 955                 return -EINVAL;
 956
 957         if (!xfs_sb_version_hasreflink(&mp->m_sb))
 958                 return -EOPNOTSUPP;
 959
 960         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 961                 return -EIO;
 962
 963         /* Prepare and then clone file data. */
 964         ret = xfs_reflink_remap_prep(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
 965                         &len, remap_flags);
 966         if (ret < 0 || len == 0)
 967                 return ret;
 968
 969         trace_xfs_reflink_remap_range(src, pos_in, len, dest, pos_out);
 970
 971         ret = xfs_reflink_remap_blocks(src, pos_in, dest, pos_out, len,
 972                         &remapped);
 973         if (ret)
 974                 goto out_unlock;
 975
 976         /*
 977          * Carry the cowextsize hint from src to dest if we're sharing the
 978          * entire source file to the entire destination file, the source file
 979          * has a cowextsize hint, and the destination file does not.
 980          */
 981         cowextsize = 0;
 982         if (pos_in == 0 && len == i_size_read(inode_in) &&
 983             (src->i_d.di_flags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE) &&
 984             pos_out == 0 && len >= i_size_read(inode_out) &&
 985             !(dest->i_d.di_flags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE))
 986                 cowextsize = src->i_d.di_cowextsize;
 987
 988         ret = xfs_reflink_update_dest(dest, pos_out + len, cowextsize,
 989                         remap_flags);
 990
 991 out_unlock:
 992         xfs_reflink_remap_unlock(file_in, file_out);
 993         if (ret)
 994                 trace_xfs_reflink_remap_range_error(dest, ret, _RET_IP_);
 995         return remapped > 0 ? remapped : ret;
 996 }
 997
 998 STATIC int
 999 xfs_file_open(
1000         struct inode    *inode,
1001         struct file     *file)
1002 {
1003         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE) && i_size_read(inode) > MAX_NON_LFS)
1004                 return -EFBIG;
1005         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_M(inode->i_sb)))
1006                 return -EIO;
1007         file->f_mode |= FMODE_NOWAIT;
1008         return 0;
1009 }
1010
1011 STATIC int
1012 xfs_dir_open(
1013         struct inode    *inode,
1014         struct file     *file)
1015 {
1016         struct xfs_inode *ip = XFS_I(inode);
1017         int             mode;
1018         int             error;
1019
1020         error = xfs_file_open(inode, file);
1021         if (error)
1022                 return error;
1023
1024         /*
1025          * If there are any blocks, read-ahead block 0 as we're almost
1026          * certain to have the next operation be a read there.
1027          */
1028         mode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1029         if (ip->i_d.di_nextents > 0)
1030                 error = xfs_dir3_data_readahead(ip, 0, -1);
1031         xfs_iunlock(ip, mode);
1032         return error;
1033 }
1034
1035 STATIC int
1036 xfs_file_release(
1037         struct inode    *inode,
1038         struct file     *filp)
1039 {
1040         return xfs_release(XFS_I(inode));
1041 }
1042
1043 STATIC int
1044 xfs_file_readdir(
1045         struct file     *file,
1046         struct dir_context *ctx)
1047 {
1048         struct inode    *inode = file_inode(file);
1049         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
1050         size_t          bufsize;
1051
1052         /*
1053          * The Linux API doesn't pass down the total size of the buffer
1054          * we read into down to the filesystem.  With the filldir concept
1055          * it's not needed for correct information, but the XFS dir2 leaf
1056          * code wants an estimate of the buffer size to calculate it's
1057          * readahead window and size the buffers used for mapping to
1058          * physical blocks.
1059          *
1060          * Try to give it an estimate that's good enough, maybe at some
1061          * point we can change the ->readdir prototype to include the
1062          * buffer size.  For now we use the current glibc buffer size.
1063          */
1064         bufsize = (size_t)min_t(loff_t, XFS_READDIR_BUFSIZE, ip->i_d.di_size);
1065
1066         return xfs_readdir(NULL, ip, ctx, bufsize);
1067 }
1068
1069 STATIC loff_t
1070 xfs_file_llseek(
1071         struct file     *file,
1072         loff_t          offset,
1073         int             whence)
1074 {
1075         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
1076
1077         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_I(inode)->i_mount))
1078                 return -EIO;
1079
1080         switch (whence) {
1081         default:
1082                 return generic_file_llseek(file, offset, whence);
1083         case SEEK_HOLE:
1084                 offset = iomap_seek_hole(inode, offset, &xfs_seek_iomap_ops);
1085                 break;
1086         case SEEK_DATA:
1087                 offset = iomap_seek_data(inode, offset, &xfs_seek_iomap_ops);
1088                 break;
1089         }
1090
1091         if (offset < 0)
1092                 return offset;
1093         return vfs_setpos(file, offset, inode->i_sb->s_maxbytes);
1094 }
1095
1096 /*
1097  * Locking for serialisation of IO during page faults. This results in a lock
1098  * ordering of:
1099  *
1100  * mmap_sem (MM)
1101  *   sb_start_pagefault(vfs, freeze)
1102  *     i_mmaplock (XFS - truncate serialisation)
1103  *       page_lock (MM)
1104  *         i_lock (XFS - extent map serialisation)
1105  */
1106 static vm_fault_t
1107 __xfs_filemap_fault(
1108         struct vm_fault         *vmf,
1109         enum page_entry_size    pe_size,
1110         bool                    write_fault)
1111 {
1112         struct inode            *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1113         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1114         vm_fault_t              ret;
1115
1116         trace_xfs_filemap_fault(ip, pe_size, write_fault);
1117
1118         if (write_fault) {
1119                 sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1120                 file_update_time(vmf->vma->vm_file);
1121         }
1122
1123         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1124         if (IS_DAX(inode)) {
1125                 pfn_t pfn;
1126
1127                 ret = dax_iomap_fault(vmf, pe_size, &pfn, NULL, &xfs_iomap_ops);
1128                 if (ret & VM_FAULT_NEEDDSYNC)
1129                         ret = dax_finish_sync_fault(vmf, pe_size, pfn);
1130         } else {
1131                 if (write_fault)
1132                         ret = iomap_page_mkwrite(vmf, &xfs_iomap_ops);
1133                 else
1134                         ret = filemap_fault(vmf);
1135         }
1136         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1137
1138         if (write_fault)
1139                 sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1140         return ret;
1141 }
1142
1143 static vm_fault_t
1144 xfs_filemap_fault(
1145         struct vm_fault         *vmf)
1146 {
1147         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1148         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE,
1149                         IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)) &&
1150                         (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE));
1151 }
1152
1153 static vm_fault_t
1154 xfs_filemap_huge_fault(
1155         struct vm_fault         *vmf,
1156         enum page_entry_size    pe_size)
1157 {
1158         if (!IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)))
1159                 return VM_FAULT_FALLBACK;
1160
1161         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1162         return __xfs_filemap_fault(vmf, pe_size,
1163                         (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE));
1164 }
1165
1166 static vm_fault_t
1167 xfs_filemap_page_mkwrite(
1168         struct vm_fault         *vmf)
1169 {
1170         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
1171 }
1172
1173 /*
1174  * pfn_mkwrite was originally intended to ensure we capture time stamp updates
1175  * on write faults. In reality, it needs to serialise against truncate and
1176  * prepare memory for writing so handle is as standard write fault.
1177  */
1178 static vm_fault_t
1179 xfs_filemap_pfn_mkwrite(
1180         struct vm_fault         *vmf)
1181 {
1182
1183         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
1184 }
1185
1186 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops = {
1187         .fault          = xfs_filemap_fault,
1188         .huge_fault     = xfs_filemap_huge_fault,
1189         .map_pages      = filemap_map_pages,
1190         .page_mkwrite   = xfs_filemap_page_mkwrite,
1191         .pfn_mkwrite    = xfs_filemap_pfn_mkwrite,
1192 };
1193
1194 STATIC int
1195 xfs_file_mmap(
1196         struct file     *filp,
1197         struct vm_area_struct *vma)
1198 {
1199         /*
1200          * We don't support synchronous mappings for non-DAX files. At least
1201          * until someone comes with a sensible use case.
1202          */
1203         if (!IS_DAX(file_inode(filp)) && (vma->vm_flags & VM_SYNC))
1204                 return -EOPNOTSUPP;
1205
1206         file_accessed(filp);
1207         vma->vm_ops = &xfs_file_vm_ops;
1208         if (IS_DAX(file_inode(filp)))
1209                 vma->vm_flags |= VM_HUGEPAGE;
1210         return 0;
1211 }
1212
1213 const struct file_operations xfs_file_operations = {
1214         .llseek         = xfs_file_llseek,
1215         .read_iter      = xfs_file_read_iter,
1216         .write_iter     = xfs_file_write_iter,
1217         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1218         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1219         .iopoll         = iomap_dio_iopoll,
1220         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1221 #ifdef CONFIG_COMPAT
1222         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1223 #endif
1224         .mmap           = xfs_file_mmap,
1225         .mmap_supported_flags = MAP_SYNC,
1226         .open           = xfs_file_open,
1227         .release        = xfs_file_release,
1228         .fsync          = xfs_file_fsync,
1229         .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area,
1230         .fallocate      = xfs_file_fallocate,
1231         .remap_file_range = xfs_file_remap_range,
1232 };
1233
1234 const struct file_operations xfs_dir_file_operations = {
1235         .open           = xfs_dir_open,
1236         .read           = generic_read_dir,
1237         .iterate_shared = xfs_file_readdir,
1238         .llseek         = generic_file_llseek,
1239         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1240 #ifdef CONFIG_COMPAT
1241         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1242 #endif
1243         .fsync          = xfs_dir_fsync,
1244 };