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