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