driver core: Make Kconfig text for DEBUG_TEST_DRIVER_REMOVE stronger
[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 #include "xfs_iomap.h"
41 #include "xfs_reflink.h"
42
43 #include <linux/dcache.h>
44 #include <linux/falloc.h>
45 #include <linux/pagevec.h>
46 #include <linux/backing-dev.h>
47
48 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops;
49
50 /*
51  * Locking primitives for read and write IO paths to ensure we consistently use
52  * and order the inode->i_mutex, ip->i_lock and ip->i_iolock.
53  */
54 static inline void
55 xfs_rw_ilock(
56         struct xfs_inode        *ip,
57         int                     type)
58 {
59         if (type & XFS_IOLOCK_EXCL)
60                 inode_lock(VFS_I(ip));
61         xfs_ilock(ip, type);
62 }
63
64 static inline void
65 xfs_rw_iunlock(
66         struct xfs_inode        *ip,
67         int                     type)
68 {
69         xfs_iunlock(ip, type);
70         if (type & XFS_IOLOCK_EXCL)
71                 inode_unlock(VFS_I(ip));
72 }
73
74 static inline void
75 xfs_rw_ilock_demote(
76         struct xfs_inode        *ip,
77         int                     type)
78 {
79         xfs_ilock_demote(ip, type);
80         if (type & XFS_IOLOCK_EXCL)
81                 inode_unlock(VFS_I(ip));
82 }
83
84 /*
85  * Clear the specified ranges to zero through either the pagecache or DAX.
86  * Holes and unwritten extents will be left as-is as they already are zeroed.
87  */
88 int
89 xfs_zero_range(
90         struct xfs_inode        *ip,
91         xfs_off_t               pos,
92         xfs_off_t               count,
93         bool                    *did_zero)
94 {
95         return iomap_zero_range(VFS_I(ip), pos, count, NULL, &xfs_iomap_ops);
96 }
97
98 int
99 xfs_update_prealloc_flags(
100         struct xfs_inode        *ip,
101         enum xfs_prealloc_flags flags)
102 {
103         struct xfs_trans        *tp;
104         int                     error;
105
106         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_writeid,
107                         0, 0, 0, &tp);
108         if (error)
109                 return error;
110
111         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
112         xfs_trans_ijoin(tp, ip, XFS_ILOCK_EXCL);
113
114         if (!(flags & XFS_PREALLOC_INVISIBLE)) {
115                 VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISUID;
116                 if (VFS_I(ip)->i_mode & S_IXGRP)
117                         VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISGID;
118                 xfs_trans_ichgtime(tp, ip, XFS_ICHGTIME_MOD | XFS_ICHGTIME_CHG);
119         }
120
121         if (flags & XFS_PREALLOC_SET)
122                 ip->i_d.di_flags |= XFS_DIFLAG_PREALLOC;
123         if (flags & XFS_PREALLOC_CLEAR)
124                 ip->i_d.di_flags &= ~XFS_DIFLAG_PREALLOC;
125
126         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
127         if (flags & XFS_PREALLOC_SYNC)
128                 xfs_trans_set_sync(tp);
129         return xfs_trans_commit(tp);
130 }
131
132 /*
133  * Fsync operations on directories are much simpler than on regular files,
134  * as there is no file data to flush, and thus also no need for explicit
135  * cache flush operations, and there are no non-transaction metadata updates
136  * on directories either.
137  */
138 STATIC int
139 xfs_dir_fsync(
140         struct file             *file,
141         loff_t                  start,
142         loff_t                  end,
143         int                     datasync)
144 {
145         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
146         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
147         xfs_lsn_t               lsn = 0;
148
149         trace_xfs_dir_fsync(ip);
150
151         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
152         if (xfs_ipincount(ip))
153                 lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
154         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
155
156         if (!lsn)
157                 return 0;
158         return _xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, NULL);
159 }
160
161 STATIC int
162 xfs_file_fsync(
163         struct file             *file,
164         loff_t                  start,
165         loff_t                  end,
166         int                     datasync)
167 {
168         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
169         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
170         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
171         int                     error = 0;
172         int                     log_flushed = 0;
173         xfs_lsn_t               lsn = 0;
174
175         trace_xfs_file_fsync(ip);
176
177         error = filemap_write_and_wait_range(inode->i_mapping, start, end);
178         if (error)
179                 return error;
180
181         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
182                 return -EIO;
183
184         xfs_iflags_clear(ip, XFS_ITRUNCATED);
185
186         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER) {
187                 /*
188                  * If we have an RT and/or log subvolume we need to make sure
189                  * to flush the write cache the device used for file data
190                  * first.  This is to ensure newly written file data make
191                  * it to disk before logging the new inode size in case of
192                  * an extending write.
193                  */
194                 if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
195                         xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_rtdev_targp);
196                 else if (mp->m_logdev_targp != mp->m_ddev_targp)
197                         xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
198         }
199
200         /*
201          * All metadata updates are logged, which means that we just have to
202          * flush the log up to the latest LSN that touched the inode. If we have
203          * concurrent fsync/fdatasync() calls, we need them to all block on the
204          * log force before we clear the ili_fsync_fields field. This ensures
205          * that we don't get a racing sync operation that does not wait for the
206          * metadata to hit the journal before returning. If we race with
207          * clearing the ili_fsync_fields, then all that will happen is the log
208          * force will do nothing as the lsn will already be on disk. We can't
209          * race with setting ili_fsync_fields because that is done under
210          * XFS_ILOCK_EXCL, and that can't happen because we hold the lock shared
211          * until after the ili_fsync_fields is cleared.
212          */
213         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
214         if (xfs_ipincount(ip)) {
215                 if (!datasync ||
216                     (ip->i_itemp->ili_fsync_fields & ~XFS_ILOG_TIMESTAMP))
217                         lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
218         }
219
220         if (lsn) {
221                 error = _xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, &log_flushed);
222                 ip->i_itemp->ili_fsync_fields = 0;
223         }
224         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
225
226         /*
227          * If we only have a single device, and the log force about was
228          * a no-op we might have to flush the data device cache here.
229          * This can only happen for fdatasync/O_DSYNC if we were overwriting
230          * an already allocated file and thus do not have any metadata to
231          * commit.
232          */
233         if ((mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER) &&
234             mp->m_logdev_targp == mp->m_ddev_targp &&
235             !XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) &&
236             !log_flushed)
237                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
238
239         return error;
240 }
241
242 STATIC ssize_t
243 xfs_file_dio_aio_read(
244         struct kiocb            *iocb,
245         struct iov_iter         *to)
246 {
247         struct address_space    *mapping = iocb->ki_filp->f_mapping;
248         struct inode            *inode = mapping->host;
249         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
250         loff_t                  isize = i_size_read(inode);
251         size_t                  count = iov_iter_count(to);
252         struct iov_iter         data;
253         struct xfs_buftarg      *target;
254         ssize_t                 ret = 0;
255
256         trace_xfs_file_direct_read(ip, count, iocb->ki_pos);
257
258         if (!count)
259                 return 0; /* skip atime */
260
261         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
262                 target = ip->i_mount->m_rtdev_targp;
263         else
264                 target = ip->i_mount->m_ddev_targp;
265
266         /* DIO must be aligned to device logical sector size */
267         if ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask) {
268                 if (iocb->ki_pos == isize)
269                         return 0;
270                 return -EINVAL;
271         }
272
273         file_accessed(iocb->ki_filp);
274
275         /*
276          * Locking is a bit tricky here. If we take an exclusive lock for direct
277          * IO, we effectively serialise all new concurrent read IO to this file
278          * and block it behind IO that is currently in progress because IO in
279          * progress holds the IO lock shared. We only need to hold the lock
280          * exclusive to blow away the page cache, so only take lock exclusively
281          * if the page cache needs invalidation. This allows the normal direct
282          * IO case of no page cache pages to proceeed concurrently without
283          * serialisation.
284          */
285         xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
286         if (mapping->nrpages) {
287                 xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
288                 xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
289
290                 /*
291                  * The generic dio code only flushes the range of the particular
292                  * I/O. Because we take an exclusive lock here, this whole
293                  * sequence is considerably more expensive for us. This has a
294                  * noticeable performance impact for any file with cached pages,
295                  * even when outside of the range of the particular I/O.
296                  *
297                  * Hence, amortize the cost of the lock against a full file
298                  * flush and reduce the chances of repeated iolock cycles going
299                  * forward.
300                  */
301                 if (mapping->nrpages) {
302                         ret = filemap_write_and_wait(mapping);
303                         if (ret) {
304                                 xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
305                                 return ret;
306                         }
307
308                         /*
309                          * Invalidate whole pages. This can return an error if
310                          * we fail to invalidate a page, but this should never
311                          * happen on XFS. Warn if it does fail.
312                          */
313                         ret = invalidate_inode_pages2(mapping);
314                         WARN_ON_ONCE(ret);
315                         ret = 0;
316                 }
317                 xfs_rw_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
318         }
319
320         data = *to;
321         ret = __blockdev_direct_IO(iocb, inode, target->bt_bdev, &data,
322                         xfs_get_blocks_direct, NULL, NULL, 0);
323         if (ret >= 0) {
324                 iocb->ki_pos += ret;
325                 iov_iter_advance(to, ret);
326         }
327         xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
328
329         return ret;
330 }
331
332 static noinline ssize_t
333 xfs_file_dax_read(
334         struct kiocb            *iocb,
335         struct iov_iter         *to)
336 {
337         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(iocb->ki_filp->f_mapping->host);
338         size_t                  count = iov_iter_count(to);
339         ssize_t                 ret = 0;
340
341         trace_xfs_file_dax_read(ip, count, iocb->ki_pos);
342
343         if (!count)
344                 return 0; /* skip atime */
345
346         xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
347         ret = iomap_dax_rw(iocb, to, &xfs_iomap_ops);
348         xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
349
350         file_accessed(iocb->ki_filp);
351         return ret;
352 }
353
354 STATIC ssize_t
355 xfs_file_buffered_aio_read(
356         struct kiocb            *iocb,
357         struct iov_iter         *to)
358 {
359         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
360         ssize_t                 ret;
361
362         trace_xfs_file_buffered_read(ip, iov_iter_count(to), iocb->ki_pos);
363
364         xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
365         ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
366         xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
367
368         return ret;
369 }
370
371 STATIC ssize_t
372 xfs_file_read_iter(
373         struct kiocb            *iocb,
374         struct iov_iter         *to)
375 {
376         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
377         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(inode)->i_mount;
378         ssize_t                 ret = 0;
379
380         XFS_STATS_INC(mp, xs_read_calls);
381
382         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
383                 return -EIO;
384
385         if (IS_DAX(inode))
386                 ret = xfs_file_dax_read(iocb, to);
387         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)
388                 ret = xfs_file_dio_aio_read(iocb, to);
389         else
390                 ret = xfs_file_buffered_aio_read(iocb, to);
391
392         if (ret > 0)
393                 XFS_STATS_ADD(mp, xs_read_bytes, ret);
394         return ret;
395 }
396
397 /*
398  * Zero any on disk space between the current EOF and the new, larger EOF.
399  *
400  * This handles the normal case of zeroing the remainder of the last block in
401  * the file and the unusual case of zeroing blocks out beyond the size of the
402  * file.  This second case only happens with fixed size extents and when the
403  * system crashes before the inode size was updated but after blocks were
404  * allocated.
405  *
406  * Expects the iolock to be held exclusive, and will take the ilock internally.
407  */
408 int                                     /* error (positive) */
409 xfs_zero_eof(
410         struct xfs_inode        *ip,
411         xfs_off_t               offset,         /* starting I/O offset */
412         xfs_fsize_t             isize,          /* current inode size */
413         bool                    *did_zeroing)
414 {
415         ASSERT(xfs_isilocked(ip, XFS_IOLOCK_EXCL));
416         ASSERT(offset > isize);
417
418         trace_xfs_zero_eof(ip, isize, offset - isize);
419         return xfs_zero_range(ip, isize, offset - isize, did_zeroing);
420 }
421
422 /*
423  * Common pre-write limit and setup checks.
424  *
425  * Called with the iolocked held either shared and exclusive according to
426  * @iolock, and returns with it held.  Might upgrade the iolock to exclusive
427  * if called for a direct write beyond i_size.
428  */
429 STATIC ssize_t
430 xfs_file_aio_write_checks(
431         struct kiocb            *iocb,
432         struct iov_iter         *from,
433         int                     *iolock)
434 {
435         struct file             *file = iocb->ki_filp;
436         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
437         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
438         ssize_t                 error = 0;
439         size_t                  count = iov_iter_count(from);
440         bool                    drained_dio = false;
441
442 restart:
443         error = generic_write_checks(iocb, from);
444         if (error <= 0)
445                 return error;
446
447         error = xfs_break_layouts(inode, iolock, true);
448         if (error)
449                 return error;
450
451         /* For changing security info in file_remove_privs() we need i_mutex */
452         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED && !IS_NOSEC(inode)) {
453                 xfs_rw_iunlock(ip, *iolock);
454                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
455                 xfs_rw_ilock(ip, *iolock);
456                 goto restart;
457         }
458         /*
459          * If the offset is beyond the size of the file, we need to zero any
460          * blocks that fall between the existing EOF and the start of this
461          * write.  If zeroing is needed and we are currently holding the
462          * iolock shared, we need to update it to exclusive which implies
463          * having to redo all checks before.
464          *
465          * We need to serialise against EOF updates that occur in IO
466          * completions here. We want to make sure that nobody is changing the
467          * size while we do this check until we have placed an IO barrier (i.e.
468          * hold the XFS_IOLOCK_EXCL) that prevents new IO from being dispatched.
469          * The spinlock effectively forms a memory barrier once we have the
470          * XFS_IOLOCK_EXCL so we are guaranteed to see the latest EOF value
471          * and hence be able to correctly determine if we need to run zeroing.
472          */
473         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
474         if (iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
475                 bool    zero = false;
476
477                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
478                 if (!drained_dio) {
479                         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
480                                 xfs_rw_iunlock(ip, *iolock);
481                                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
482                                 xfs_rw_ilock(ip, *iolock);
483                                 iov_iter_reexpand(from, count);
484                         }
485                         /*
486                          * We now have an IO submission barrier in place, but
487                          * AIO can do EOF updates during IO completion and hence
488                          * we now need to wait for all of them to drain. Non-AIO
489                          * DIO will have drained before we are given the
490                          * XFS_IOLOCK_EXCL, and so for most cases this wait is a
491                          * no-op.
492                          */
493                         inode_dio_wait(inode);
494                         drained_dio = true;
495                         goto restart;
496                 }
497                 error = xfs_zero_eof(ip, iocb->ki_pos, i_size_read(inode), &zero);
498                 if (error)
499                         return error;
500         } else
501                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
502
503         /*
504          * Updating the timestamps will grab the ilock again from
505          * xfs_fs_dirty_inode, so we have to call it after dropping the
506          * lock above.  Eventually we should look into a way to avoid
507          * the pointless lock roundtrip.
508          */
509         if (likely(!(file->f_mode & FMODE_NOCMTIME))) {
510                 error = file_update_time(file);
511                 if (error)
512                         return error;
513         }
514
515         /*
516          * If we're writing the file then make sure to clear the setuid and
517          * setgid bits if the process is not being run by root.  This keeps
518          * people from modifying setuid and setgid binaries.
519          */
520         if (!IS_NOSEC(inode))
521                 return file_remove_privs(file);
522         return 0;
523 }
524
525 /*
526  * xfs_file_dio_aio_write - handle direct IO writes
527  *
528  * Lock the inode appropriately to prepare for and issue a direct IO write.
529  * By separating it from the buffered write path we remove all the tricky to
530  * follow locking changes and looping.
531  *
532  * If there are cached pages or we're extending the file, we need IOLOCK_EXCL
533  * until we're sure the bytes at the new EOF have been zeroed and/or the cached
534  * pages are flushed out.
535  *
536  * In most cases the direct IO writes will be done holding IOLOCK_SHARED
537  * allowing them to be done in parallel with reads and other direct IO writes.
538  * However, if the IO is not aligned to filesystem blocks, the direct IO layer
539  * needs to do sub-block zeroing and that requires serialisation against other
540  * direct IOs to the same block. In this case we need to serialise the
541  * submission of the unaligned IOs so that we don't get racing block zeroing in
542  * the dio layer.  To avoid the problem with aio, we also need to wait for
543  * outstanding IOs to complete so that unwritten extent conversion is completed
544  * before we try to map the overlapping block. This is currently implemented by
545  * hitting it with a big hammer (i.e. inode_dio_wait()).
546  *
547  * Returns with locks held indicated by @iolock and errors indicated by
548  * negative return values.
549  */
550 STATIC ssize_t
551 xfs_file_dio_aio_write(
552         struct kiocb            *iocb,
553         struct iov_iter         *from)
554 {
555         struct file             *file = iocb->ki_filp;
556         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
557         struct inode            *inode = mapping->host;
558         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
559         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
560         ssize_t                 ret = 0;
561         int                     unaligned_io = 0;
562         int                     iolock;
563         size_t                  count = iov_iter_count(from);
564         loff_t                  end;
565         struct iov_iter         data;
566         struct xfs_buftarg      *target = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) ?
567                                         mp->m_rtdev_targp : mp->m_ddev_targp;
568
569         /* DIO must be aligned to device logical sector size */
570         if ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask)
571                 return -EINVAL;
572
573         /* "unaligned" here means not aligned to a filesystem block */
574         if ((iocb->ki_pos & mp->m_blockmask) ||
575             ((iocb->ki_pos + count) & mp->m_blockmask))
576                 unaligned_io = 1;
577
578         /*
579          * We don't need to take an exclusive lock unless there page cache needs
580          * to be invalidated or unaligned IO is being executed. We don't need to
581          * consider the EOF extension case here because
582          * xfs_file_aio_write_checks() will relock the inode as necessary for
583          * EOF zeroing cases and fill out the new inode size as appropriate.
584          */
585         if (unaligned_io || mapping->nrpages)
586                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
587         else
588                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
589         xfs_rw_ilock(ip, iolock);
590
591         /*
592          * Recheck if there are cached pages that need invalidate after we got
593          * the iolock to protect against other threads adding new pages while
594          * we were waiting for the iolock.
595          */
596         if (mapping->nrpages && iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
597                 xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
598                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
599                 xfs_rw_ilock(ip, iolock);
600         }
601
602         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
603         if (ret)
604                 goto out;
605         count = iov_iter_count(from);
606         end = iocb->ki_pos + count - 1;
607
608         /*
609          * See xfs_file_dio_aio_read() for why we do a full-file flush here.
610          */
611         if (mapping->nrpages) {
612                 ret = filemap_write_and_wait(VFS_I(ip)->i_mapping);
613                 if (ret)
614                         goto out;
615                 /*
616                  * Invalidate whole pages. This can return an error if we fail
617                  * to invalidate a page, but this should never happen on XFS.
618                  * Warn if it does fail.
619                  */
620                 ret = invalidate_inode_pages2(VFS_I(ip)->i_mapping);
621                 WARN_ON_ONCE(ret);
622                 ret = 0;
623         }
624
625         /*
626          * If we are doing unaligned IO, wait for all other IO to drain,
627          * otherwise demote the lock if we had to flush cached pages
628          */
629         if (unaligned_io)
630                 inode_dio_wait(inode);
631         else if (iolock == XFS_IOLOCK_EXCL) {
632                 xfs_rw_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
633                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
634         }
635
636         trace_xfs_file_direct_write(ip, count, iocb->ki_pos);
637
638         /* If this is a block-aligned directio CoW, remap immediately. */
639         if (xfs_is_reflink_inode(ip) && !unaligned_io) {
640                 ret = xfs_reflink_allocate_cow_range(ip, iocb->ki_pos, count);
641                 if (ret)
642                         goto out;
643         }
644
645         data = *from;
646         ret = __blockdev_direct_IO(iocb, inode, target->bt_bdev, &data,
647                         xfs_get_blocks_direct, xfs_end_io_direct_write,
648                         NULL, DIO_ASYNC_EXTEND);
649
650         /* see generic_file_direct_write() for why this is necessary */
651         if (mapping->nrpages) {
652                 invalidate_inode_pages2_range(mapping,
653                                               iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT,
654                                               end >> PAGE_SHIFT);
655         }
656
657         if (ret > 0) {
658                 iocb->ki_pos += ret;
659                 iov_iter_advance(from, ret);
660         }
661 out:
662         xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
663
664         /*
665          * No fallback to buffered IO on errors for XFS, direct IO will either
666          * complete fully or fail.
667          */
668         ASSERT(ret < 0 || ret == count);
669         return ret;
670 }
671
672 static noinline ssize_t
673 xfs_file_dax_write(
674         struct kiocb            *iocb,
675         struct iov_iter         *from)
676 {
677         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
678         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
679         int                     iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
680         ssize_t                 ret, error = 0;
681         size_t                  count;
682         loff_t                  pos;
683
684         xfs_rw_ilock(ip, iolock);
685         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
686         if (ret)
687                 goto out;
688
689         pos = iocb->ki_pos;
690         count = iov_iter_count(from);
691
692         trace_xfs_file_dax_write(ip, count, pos);
693
694         ret = iomap_dax_rw(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
695         if (ret > 0 && iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
696                 i_size_write(inode, iocb->ki_pos);
697                 error = xfs_setfilesize(ip, pos, ret);
698         }
699
700 out:
701         xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
702         return error ? error : ret;
703 }
704
705 STATIC ssize_t
706 xfs_file_buffered_aio_write(
707         struct kiocb            *iocb,
708         struct iov_iter         *from)
709 {
710         struct file             *file = iocb->ki_filp;
711         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
712         struct inode            *inode = mapping->host;
713         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
714         ssize_t                 ret;
715         int                     enospc = 0;
716         int                     iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
717
718         xfs_rw_ilock(ip, iolock);
719
720         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
721         if (ret)
722                 goto out;
723
724         /* We can write back this queue in page reclaim */
725         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
726
727 write_retry:
728         trace_xfs_file_buffered_write(ip, iov_iter_count(from), iocb->ki_pos);
729         ret = iomap_file_buffered_write(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
730         if (likely(ret >= 0))
731                 iocb->ki_pos += ret;
732
733         /*
734          * If we hit a space limit, try to free up some lingering preallocated
735          * space before returning an error. In the case of ENOSPC, first try to
736          * write back all dirty inodes to free up some of the excess reserved
737          * metadata space. This reduces the chances that the eofblocks scan
738          * waits on dirty mappings. Since xfs_flush_inodes() is serialized, this
739          * also behaves as a filter to prevent too many eofblocks scans from
740          * running at the same time.
741          */
742         if (ret == -EDQUOT && !enospc) {
743                 enospc = xfs_inode_free_quota_eofblocks(ip);
744                 if (enospc)
745                         goto write_retry;
746                 enospc = xfs_inode_free_quota_cowblocks(ip);
747                 if (enospc)
748                         goto write_retry;
749         } else if (ret == -ENOSPC && !enospc) {
750                 struct xfs_eofblocks eofb = {0};
751
752                 enospc = 1;
753                 xfs_flush_inodes(ip->i_mount);
754                 eofb.eof_scan_owner = ip->i_ino; /* for locking */
755                 eofb.eof_flags = XFS_EOF_FLAGS_SYNC;
756                 xfs_icache_free_eofblocks(ip->i_mount, &eofb);
757                 goto write_retry;
758         }
759
760         current->backing_dev_info = NULL;
761 out:
762         xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
763         return ret;
764 }
765
766 STATIC ssize_t
767 xfs_file_write_iter(
768         struct kiocb            *iocb,
769         struct iov_iter         *from)
770 {
771         struct file             *file = iocb->ki_filp;
772         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
773         struct inode            *inode = mapping->host;
774         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
775         ssize_t                 ret;
776         size_t                  ocount = iov_iter_count(from);
777
778         XFS_STATS_INC(ip->i_mount, xs_write_calls);
779
780         if (ocount == 0)
781                 return 0;
782
783         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
784                 return -EIO;
785
786         if (IS_DAX(inode))
787                 ret = xfs_file_dax_write(iocb, from);
788         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
789                 /*
790                  * Allow a directio write to fall back to a buffered
791                  * write *only* in the case that we're doing a reflink
792                  * CoW.  In all other directio scenarios we do not
793                  * allow an operation to fall back to buffered mode.
794                  */
795                 ret = xfs_file_dio_aio_write(iocb, from);
796                 if (ret == -EREMCHG)
797                         goto buffered;
798         } else {
799 buffered:
800                 ret = xfs_file_buffered_aio_write(iocb, from);
801         }
802
803         if (ret > 0) {
804                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
805
806                 /* Handle various SYNC-type writes */
807                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
808         }
809         return ret;
810 }
811
812 #define XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED                                         \
813                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
814                  FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |      \
815                  FALLOC_FL_INSERT_RANGE | FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE)
816
817 STATIC long
818 xfs_file_fallocate(
819         struct file             *file,
820         int                     mode,
821         loff_t                  offset,
822         loff_t                  len)
823 {
824         struct inode            *inode = file_inode(file);
825         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
826         long                    error;
827         enum xfs_prealloc_flags flags = 0;
828         uint                    iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
829         loff_t                  new_size = 0;
830         bool                    do_file_insert = 0;
831
832         if (!S_ISREG(inode->i_mode))
833                 return -EINVAL;
834         if (mode & ~XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED)
835                 return -EOPNOTSUPP;
836
837         xfs_ilock(ip, iolock);
838         error = xfs_break_layouts(inode, &iolock, false);
839         if (error)
840                 goto out_unlock;
841
842         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
843         iolock |= XFS_MMAPLOCK_EXCL;
844
845         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE) {
846                 error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
847                 if (error)
848                         goto out_unlock;
849         } else if (mode & FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE) {
850                 unsigned blksize_mask = (1 << inode->i_blkbits) - 1;
851
852                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
853                         error = -EINVAL;
854                         goto out_unlock;
855                 }
856
857                 /*
858                  * There is no need to overlap collapse range with EOF,
859                  * in which case it is effectively a truncate operation
860                  */
861                 if (offset + len >= i_size_read(inode)) {
862                         error = -EINVAL;
863                         goto out_unlock;
864                 }
865
866                 new_size = i_size_read(inode) - len;
867
868                 error = xfs_collapse_file_space(ip, offset, len);
869                 if (error)
870                         goto out_unlock;
871         } else if (mode & FALLOC_FL_INSERT_RANGE) {
872                 unsigned blksize_mask = (1 << inode->i_blkbits) - 1;
873
874                 new_size = i_size_read(inode) + len;
875                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
876                         error = -EINVAL;
877                         goto out_unlock;
878                 }
879
880                 /* check the new inode size does not wrap through zero */
881                 if (new_size > inode->i_sb->s_maxbytes) {
882                         error = -EFBIG;
883                         goto out_unlock;
884                 }
885
886                 /* Offset should be less than i_size */
887                 if (offset >= i_size_read(inode)) {
888                         error = -EINVAL;
889                         goto out_unlock;
890                 }
891                 do_file_insert = 1;
892         } else {
893                 flags |= XFS_PREALLOC_SET;
894
895                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
896                     offset + len > i_size_read(inode)) {
897                         new_size = offset + len;
898                         error = inode_newsize_ok(inode, new_size);
899                         if (error)
900                                 goto out_unlock;
901                 }
902
903                 if (mode & FALLOC_FL_ZERO_RANGE)
904                         error = xfs_zero_file_space(ip, offset, len);
905                 else {
906                         if (mode & FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE) {
907                                 error = xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
908                                 if (error)
909                                         goto out_unlock;
910                         }
911                         error = xfs_alloc_file_space(ip, offset, len,
912                                                      XFS_BMAPI_PREALLOC);
913                 }
914                 if (error)
915                         goto out_unlock;
916         }
917
918         if (file->f_flags & O_DSYNC)
919                 flags |= XFS_PREALLOC_SYNC;
920
921         error = xfs_update_prealloc_flags(ip, flags);
922         if (error)
923                 goto out_unlock;
924
925         /* Change file size if needed */
926         if (new_size) {
927                 struct iattr iattr;
928
929                 iattr.ia_valid = ATTR_SIZE;
930                 iattr.ia_size = new_size;
931                 error = xfs_vn_setattr_size(file_dentry(file), &iattr);
932                 if (error)
933                         goto out_unlock;
934         }
935
936         /*
937          * Perform hole insertion now that the file size has been
938          * updated so that if we crash during the operation we don't
939          * leave shifted extents past EOF and hence losing access to
940          * the data that is contained within them.
941          */
942         if (do_file_insert)
943                 error = xfs_insert_file_space(ip, offset, len);
944
945 out_unlock:
946         xfs_iunlock(ip, iolock);
947         return error;
948 }
949
950 /*
951  * Flush all file writes out to disk.
952  */
953 static int
954 xfs_file_wait_for_io(
955         struct inode    *inode,
956         loff_t          offset,
957         size_t          len)
958 {
959         loff_t          rounding;
960         loff_t          ioffset;
961         loff_t          iendoffset;
962         loff_t          bs;
963         int             ret;
964
965         bs = inode->i_sb->s_blocksize;
966         inode_dio_wait(inode);
967
968         rounding = max_t(xfs_off_t, bs, PAGE_SIZE);
969         ioffset = round_down(offset, rounding);
970         iendoffset = round_up(offset + len, rounding) - 1;
971         ret = filemap_write_and_wait_range(inode->i_mapping, ioffset,
972                                            iendoffset);
973         return ret;
974 }
975
976 /* Hook up to the VFS reflink function */
977 STATIC int
978 xfs_file_share_range(
979         struct file     *file_in,
980         loff_t          pos_in,
981         struct file     *file_out,
982         loff_t          pos_out,
983         u64             len,
984         bool            is_dedupe)
985 {
986         struct inode    *inode_in;
987         struct inode    *inode_out;
988         ssize_t         ret;
989         loff_t          bs;
990         loff_t          isize;
991         int             same_inode;
992         loff_t          blen;
993         unsigned int    flags = 0;
994
995         inode_in = file_inode(file_in);
996         inode_out = file_inode(file_out);
997         bs = inode_out->i_sb->s_blocksize;
998
999         /* Don't touch certain kinds of inodes */
1000         if (IS_IMMUTABLE(inode_out))
1001                 return -EPERM;
1002         if (IS_SWAPFILE(inode_in) ||
1003             IS_SWAPFILE(inode_out))
1004                 return -ETXTBSY;
1005
1006         /* Reflink only works within this filesystem. */
1007         if (inode_in->i_sb != inode_out->i_sb)
1008                 return -EXDEV;
1009         same_inode = (inode_in->i_ino == inode_out->i_ino);
1010
1011         /* Don't reflink dirs, pipes, sockets... */
1012         if (S_ISDIR(inode_in->i_mode) || S_ISDIR(inode_out->i_mode))
1013                 return -EISDIR;
1014         if (S_ISFIFO(inode_in->i_mode) || S_ISFIFO(inode_out->i_mode))
1015                 return -EINVAL;
1016         if (!S_ISREG(inode_in->i_mode) || !S_ISREG(inode_out->i_mode))
1017                 return -EINVAL;
1018
1019         /* Don't share DAX file data for now. */
1020         if (IS_DAX(inode_in) || IS_DAX(inode_out))
1021                 return -EINVAL;
1022
1023         /* Are we going all the way to the end? */
1024         isize = i_size_read(inode_in);
1025         if (isize == 0)
1026                 return 0;
1027         if (len == 0)
1028                 len = isize - pos_in;
1029
1030         /* Ensure offsets don't wrap and the input is inside i_size */
1031         if (pos_in + len < pos_in || pos_out + len < pos_out ||
1032             pos_in + len > isize)
1033                 return -EINVAL;
1034
1035         /* Don't allow dedupe past EOF in the dest file */
1036         if (is_dedupe) {
1037                 loff_t  disize;
1038
1039                 disize = i_size_read(inode_out);
1040                 if (pos_out >= disize || pos_out + len > disize)
1041                         return -EINVAL;
1042         }
1043
1044         /* If we're linking to EOF, continue to the block boundary. */
1045         if (pos_in + len == isize)
1046                 blen = ALIGN(isize, bs) - pos_in;
1047         else
1048                 blen = len;
1049
1050         /* Only reflink if we're aligned to block boundaries */
1051         if (!IS_ALIGNED(pos_in, bs) || !IS_ALIGNED(pos_in + blen, bs) ||
1052             !IS_ALIGNED(pos_out, bs) || !IS_ALIGNED(pos_out + blen, bs))
1053                 return -EINVAL;
1054
1055         /* Don't allow overlapped reflink within the same file */
1056         if (same_inode && pos_out + blen > pos_in && pos_out < pos_in + blen)
1057                 return -EINVAL;
1058
1059         /* Wait for the completion of any pending IOs on srcfile */
1060         ret = xfs_file_wait_for_io(inode_in, pos_in, len);
1061         if (ret)
1062                 goto out;
1063         ret = xfs_file_wait_for_io(inode_out, pos_out, len);
1064         if (ret)
1065                 goto out;
1066
1067         if (is_dedupe)
1068                 flags |= XFS_REFLINK_DEDUPE;
1069         ret = xfs_reflink_remap_range(XFS_I(inode_in), pos_in, XFS_I(inode_out),
1070                         pos_out, len, flags);
1071         if (ret < 0)
1072                 goto out;
1073
1074 out:
1075         return ret;
1076 }
1077
1078 STATIC ssize_t
1079 xfs_file_copy_range(
1080         struct file     *file_in,
1081         loff_t          pos_in,
1082         struct file     *file_out,
1083         loff_t          pos_out,
1084         size_t          len,
1085         unsigned int    flags)
1086 {
1087         int             error;
1088
1089         error = xfs_file_share_range(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
1090                                      len, false);
1091         if (error)
1092                 return error;
1093         return len;
1094 }
1095
1096 STATIC int
1097 xfs_file_clone_range(
1098         struct file     *file_in,
1099         loff_t          pos_in,
1100         struct file     *file_out,
1101         loff_t          pos_out,
1102         u64             len)
1103 {
1104         return xfs_file_share_range(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
1105                                      len, false);
1106 }
1107
1108 #define XFS_MAX_DEDUPE_LEN      (16 * 1024 * 1024)
1109 STATIC ssize_t
1110 xfs_file_dedupe_range(
1111         struct file     *src_file,
1112         u64             loff,
1113         u64             len,
1114         struct file     *dst_file,
1115         u64             dst_loff)
1116 {
1117         int             error;
1118
1119         /*
1120          * Limit the total length we will dedupe for each operation.
1121          * This is intended to bound the total time spent in this
1122          * ioctl to something sane.
1123          */
1124         if (len > XFS_MAX_DEDUPE_LEN)
1125                 len = XFS_MAX_DEDUPE_LEN;
1126
1127         error = xfs_file_share_range(src_file, loff, dst_file, dst_loff,
1128                                      len, true);
1129         if (error)
1130                 return error;
1131         return len;
1132 }
1133
1134 STATIC int
1135 xfs_file_open(
1136         struct inode    *inode,
1137         struct file     *file)
1138 {
1139         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE) && i_size_read(inode) > MAX_NON_LFS)
1140                 return -EFBIG;
1141         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_M(inode->i_sb)))
1142                 return -EIO;
1143         return 0;
1144 }
1145
1146 STATIC int
1147 xfs_dir_open(
1148         struct inode    *inode,
1149         struct file     *file)
1150 {
1151         struct xfs_inode *ip = XFS_I(inode);
1152         int             mode;
1153         int             error;
1154
1155         error = xfs_file_open(inode, file);
1156         if (error)
1157                 return error;
1158
1159         /*
1160          * If there are any blocks, read-ahead block 0 as we're almost
1161          * certain to have the next operation be a read there.
1162          */
1163         mode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1164         if (ip->i_d.di_nextents > 0)
1165                 xfs_dir3_data_readahead(ip, 0, -1);
1166         xfs_iunlock(ip, mode);
1167         return 0;
1168 }
1169
1170 STATIC int
1171 xfs_file_release(
1172         struct inode    *inode,
1173         struct file     *filp)
1174 {
1175         return xfs_release(XFS_I(inode));
1176 }
1177
1178 STATIC int
1179 xfs_file_readdir(
1180         struct file     *file,
1181         struct dir_context *ctx)
1182 {
1183         struct inode    *inode = file_inode(file);
1184         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
1185         size_t          bufsize;
1186
1187         /*
1188          * The Linux API doesn't pass down the total size of the buffer
1189          * we read into down to the filesystem.  With the filldir concept
1190          * it's not needed for correct information, but the XFS dir2 leaf
1191          * code wants an estimate of the buffer size to calculate it's
1192          * readahead window and size the buffers used for mapping to
1193          * physical blocks.
1194          *
1195          * Try to give it an estimate that's good enough, maybe at some
1196          * point we can change the ->readdir prototype to include the
1197          * buffer size.  For now we use the current glibc buffer size.
1198          */
1199         bufsize = (size_t)min_t(loff_t, 32768, ip->i_d.di_size);
1200
1201         return xfs_readdir(ip, ctx, bufsize);
1202 }
1203
1204 /*
1205  * This type is designed to indicate the type of offset we would like
1206  * to search from page cache for xfs_seek_hole_data().
1207  */
1208 enum {
1209         HOLE_OFF = 0,
1210         DATA_OFF,
1211 };
1212
1213 /*
1214  * Lookup the desired type of offset from the given page.
1215  *
1216  * On success, return true and the offset argument will point to the
1217  * start of the region that was found.  Otherwise this function will
1218  * return false and keep the offset argument unchanged.
1219  */
1220 STATIC bool
1221 xfs_lookup_buffer_offset(
1222         struct page             *page,
1223         loff_t                  *offset,
1224         unsigned int            type)
1225 {
1226         loff_t                  lastoff = page_offset(page);
1227         bool                    found = false;
1228         struct buffer_head      *bh, *head;
1229
1230         bh = head = page_buffers(page);
1231         do {
1232                 /*
1233                  * Unwritten extents that have data in the page
1234                  * cache covering them can be identified by the
1235                  * BH_Unwritten state flag.  Pages with multiple
1236                  * buffers might have a mix of holes, data and
1237                  * unwritten extents - any buffer with valid
1238                  * data in it should have BH_Uptodate flag set
1239                  * on it.
1240                  */
1241                 if (buffer_unwritten(bh) ||
1242                     buffer_uptodate(bh)) {
1243                         if (type == DATA_OFF)
1244                                 found = true;
1245                 } else {
1246                         if (type == HOLE_OFF)
1247                                 found = true;
1248                 }
1249
1250                 if (found) {
1251                         *offset = lastoff;
1252                         break;
1253                 }
1254                 lastoff += bh->b_size;
1255         } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
1256
1257         return found;
1258 }
1259
1260 /*
1261  * This routine is called to find out and return a data or hole offset
1262  * from the page cache for unwritten extents according to the desired
1263  * type for xfs_seek_hole_data().
1264  *
1265  * The argument offset is used to tell where we start to search from the
1266  * page cache.  Map is used to figure out the end points of the range to
1267  * lookup pages.
1268  *
1269  * Return true if the desired type of offset was found, and the argument
1270  * offset is filled with that address.  Otherwise, return false and keep
1271  * offset unchanged.
1272  */
1273 STATIC bool
1274 xfs_find_get_desired_pgoff(
1275         struct inode            *inode,
1276         struct xfs_bmbt_irec    *map,
1277         unsigned int            type,
1278         loff_t                  *offset)
1279 {
1280         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1281         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1282         struct pagevec          pvec;
1283         pgoff_t                 index;
1284         pgoff_t                 end;
1285         loff_t                  endoff;
1286         loff_t                  startoff = *offset;
1287         loff_t                  lastoff = startoff;
1288         bool                    found = false;
1289
1290         pagevec_init(&pvec, 0);
1291
1292         index = startoff >> PAGE_SHIFT;
1293         endoff = XFS_FSB_TO_B(mp, map->br_startoff + map->br_blockcount);
1294         end = endoff >> PAGE_SHIFT;
1295         do {
1296                 int             want;
1297                 unsigned        nr_pages;
1298                 unsigned int    i;
1299
1300                 want = min_t(pgoff_t, end - index, PAGEVEC_SIZE);
1301                 nr_pages = pagevec_lookup(&pvec, inode->i_mapping, index,
1302                                           want);
1303                 /*
1304                  * No page mapped into given range.  If we are searching holes
1305                  * and if this is the first time we got into the loop, it means
1306                  * that the given offset is landed in a hole, return it.
1307                  *
1308                  * If we have already stepped through some block buffers to find
1309                  * holes but they all contains data.  In this case, the last
1310                  * offset is already updated and pointed to the end of the last
1311                  * mapped page, if it does not reach the endpoint to search,
1312                  * that means there should be a hole between them.
1313                  */
1314                 if (nr_pages == 0) {
1315                         /* Data search found nothing */
1316                         if (type == DATA_OFF)
1317                                 break;
1318
1319                         ASSERT(type == HOLE_OFF);
1320                         if (lastoff == startoff || lastoff < endoff) {
1321                                 found = true;
1322                                 *offset = lastoff;
1323                         }
1324                         break;
1325                 }
1326
1327                 /*
1328                  * At lease we found one page.  If this is the first time we
1329                  * step into the loop, and if the first page index offset is
1330                  * greater than the given search offset, a hole was found.
1331                  */
1332                 if (type == HOLE_OFF && lastoff == startoff &&
1333                     lastoff < page_offset(pvec.pages[0])) {
1334                         found = true;
1335                         break;
1336                 }
1337
1338                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1339                         struct page     *page = pvec.pages[i];
1340                         loff_t          b_offset;
1341
1342                         /*
1343                          * At this point, the page may be truncated or
1344                          * invalidated (changing page->mapping to NULL),
1345                          * or even swizzled back from swapper_space to tmpfs
1346                          * file mapping. However, page->index will not change
1347                          * because we have a reference on the page.
1348                          *
1349                          * Searching done if the page index is out of range.
1350                          * If the current offset is not reaches the end of
1351                          * the specified search range, there should be a hole
1352                          * between them.
1353                          */
1354                         if (page->index > end) {
1355                                 if (type == HOLE_OFF && lastoff < endoff) {
1356                                         *offset = lastoff;
1357                                         found = true;
1358                                 }
1359                                 goto out;
1360                         }
1361
1362                         lock_page(page);
1363                         /*
1364                          * Page truncated or invalidated(page->mapping == NULL).
1365                          * We can freely skip it and proceed to check the next
1366                          * page.
1367                          */
1368                         if (unlikely(page->mapping != inode->i_mapping)) {
1369                                 unlock_page(page);
1370                                 continue;
1371                         }
1372
1373                         if (!page_has_buffers(page)) {
1374                                 unlock_page(page);
1375                                 continue;
1376                         }
1377
1378                         found = xfs_lookup_buffer_offset(page, &b_offset, type);
1379                         if (found) {
1380                                 /*
1381                                  * The found offset may be less than the start
1382                                  * point to search if this is the first time to
1383                                  * come here.
1384                                  */
1385                                 *offset = max_t(loff_t, startoff, b_offset);
1386                                 unlock_page(page);
1387                                 goto out;
1388                         }
1389
1390                         /*
1391                          * We either searching data but nothing was found, or
1392                          * searching hole but found a data buffer.  In either
1393                          * case, probably the next page contains the desired
1394                          * things, update the last offset to it so.
1395                          */
1396                         lastoff = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
1397                         unlock_page(page);
1398                 }
1399
1400                 /*
1401                  * The number of returned pages less than our desired, search
1402                  * done.  In this case, nothing was found for searching data,
1403                  * but we found a hole behind the last offset.
1404                  */
1405                 if (nr_pages < want) {
1406                         if (type == HOLE_OFF) {
1407                                 *offset = lastoff;
1408                                 found = true;
1409                         }
1410                         break;
1411                 }
1412
1413                 index = pvec.pages[i - 1]->index + 1;
1414                 pagevec_release(&pvec);
1415         } while (index <= end);
1416
1417 out:
1418         pagevec_release(&pvec);
1419         return found;
1420 }
1421
1422 /*
1423  * caller must lock inode with xfs_ilock_data_map_shared,
1424  * can we craft an appropriate ASSERT?
1425  *
1426  * end is because the VFS-level lseek interface is defined such that any
1427  * offset past i_size shall return -ENXIO, but we use this for quota code
1428  * which does not maintain i_size, and we want to SEEK_DATA past i_size.
1429  */
1430 loff_t
1431 __xfs_seek_hole_data(
1432         struct inode            *inode,
1433         loff_t                  start,
1434         loff_t                  end,
1435         int                     whence)
1436 {
1437         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1438         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1439         loff_t                  uninitialized_var(offset);
1440         xfs_fileoff_t           fsbno;
1441         xfs_filblks_t           lastbno;
1442         int                     error;
1443
1444         if (start >= end) {
1445                 error = -ENXIO;
1446                 goto out_error;
1447         }
1448
1449         /*
1450          * Try to read extents from the first block indicated
1451          * by fsbno to the end block of the file.
1452          */
1453         fsbno = XFS_B_TO_FSBT(mp, start);
1454         lastbno = XFS_B_TO_FSB(mp, end);
1455
1456         for (;;) {
1457                 struct xfs_bmbt_irec    map[2];
1458                 int                     nmap = 2;
1459                 unsigned int            i;
1460
1461                 error = xfs_bmapi_read(ip, fsbno, lastbno - fsbno, map, &nmap,
1462                                        XFS_BMAPI_ENTIRE);
1463                 if (error)
1464                         goto out_error;
1465
1466                 /* No extents at given offset, must be beyond EOF */
1467                 if (nmap == 0) {
1468                         error = -ENXIO;
1469                         goto out_error;
1470                 }
1471
1472                 for (i = 0; i < nmap; i++) {
1473                         offset = max_t(loff_t, start,
1474                                        XFS_FSB_TO_B(mp, map[i].br_startoff));
1475
1476                         /* Landed in the hole we wanted? */
1477                         if (whence == SEEK_HOLE &&
1478                             map[i].br_startblock == HOLESTARTBLOCK)
1479                                 goto out;
1480
1481                         /* Landed in the data extent we wanted? */
1482                         if (whence == SEEK_DATA &&
1483                             (map[i].br_startblock == DELAYSTARTBLOCK ||
1484                              (map[i].br_state == XFS_EXT_NORM &&
1485                               !isnullstartblock(map[i].br_startblock))))
1486                                 goto out;
1487
1488                         /*
1489                          * Landed in an unwritten extent, try to search
1490                          * for hole or data from page cache.
1491                          */
1492                         if (map[i].br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN) {
1493                                 if (xfs_find_get_desired_pgoff(inode, &map[i],
1494                                       whence == SEEK_HOLE ? HOLE_OFF : DATA_OFF,
1495                                                         &offset))
1496                                         goto out;
1497                         }
1498                 }
1499
1500                 /*
1501                  * We only received one extent out of the two requested. This
1502                  * means we've hit EOF and didn't find what we are looking for.
1503                  */
1504                 if (nmap == 1) {
1505                         /*
1506                          * If we were looking for a hole, set offset to
1507                          * the end of the file (i.e., there is an implicit
1508                          * hole at the end of any file).
1509                          */
1510                         if (whence == SEEK_HOLE) {
1511                                 offset = end;
1512                                 break;
1513                         }
1514                         /*
1515                          * If we were looking for data, it's nowhere to be found
1516                          */
1517                         ASSERT(whence == SEEK_DATA);
1518                         error = -ENXIO;
1519                         goto out_error;
1520                 }
1521
1522                 ASSERT(i > 1);
1523
1524                 /*
1525                  * Nothing was found, proceed to the next round of search
1526                  * if the next reading offset is not at or beyond EOF.
1527                  */
1528                 fsbno = map[i - 1].br_startoff + map[i - 1].br_blockcount;
1529                 start = XFS_FSB_TO_B(mp, fsbno);
1530                 if (start >= end) {
1531                         if (whence == SEEK_HOLE) {
1532                                 offset = end;
1533                                 break;
1534                         }
1535                         ASSERT(whence == SEEK_DATA);
1536                         error = -ENXIO;
1537                         goto out_error;
1538                 }
1539         }
1540
1541 out:
1542         /*
1543          * If at this point we have found the hole we wanted, the returned
1544          * offset may be bigger than the file size as it may be aligned to
1545          * page boundary for unwritten extents.  We need to deal with this
1546          * situation in particular.
1547          */
1548         if (whence == SEEK_HOLE)
1549                 offset = min_t(loff_t, offset, end);
1550
1551         return offset;
1552
1553 out_error:
1554         return error;
1555 }
1556
1557 STATIC loff_t
1558 xfs_seek_hole_data(
1559         struct file             *file,
1560         loff_t                  start,
1561         int                     whence)
1562 {
1563         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
1564         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1565         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1566         uint                    lock;
1567         loff_t                  offset, end;
1568         int                     error = 0;
1569
1570         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1571                 return -EIO;
1572
1573         lock = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1574
1575         end = i_size_read(inode);
1576         offset = __xfs_seek_hole_data(inode, start, end, whence);
1577         if (offset < 0) {
1578                 error = offset;
1579                 goto out_unlock;
1580         }
1581
1582         offset = vfs_setpos(file, offset, inode->i_sb->s_maxbytes);
1583
1584 out_unlock:
1585         xfs_iunlock(ip, lock);
1586
1587         if (error)
1588                 return error;
1589         return offset;
1590 }
1591
1592 STATIC loff_t
1593 xfs_file_llseek(
1594         struct file     *file,
1595         loff_t          offset,
1596         int             whence)
1597 {
1598         switch (whence) {
1599         case SEEK_END:
1600         case SEEK_CUR:
1601         case SEEK_SET:
1602                 return generic_file_llseek(file, offset, whence);
1603         case SEEK_HOLE:
1604         case SEEK_DATA:
1605                 return xfs_seek_hole_data(file, offset, whence);
1606         default:
1607                 return -EINVAL;
1608         }
1609 }
1610
1611 /*
1612  * Locking for serialisation of IO during page faults. This results in a lock
1613  * ordering of:
1614  *
1615  * mmap_sem (MM)
1616  *   sb_start_pagefault(vfs, freeze)
1617  *     i_mmaplock (XFS - truncate serialisation)
1618  *       page_lock (MM)
1619  *         i_lock (XFS - extent map serialisation)
1620  */
1621
1622 /*
1623  * mmap()d file has taken write protection fault and is being made writable. We
1624  * can set the page state up correctly for a writable page, which means we can
1625  * do correct delalloc accounting (ENOSPC checking!) and unwritten extent
1626  * mapping.
1627  */
1628 STATIC int
1629 xfs_filemap_page_mkwrite(
1630         struct vm_area_struct   *vma,
1631         struct vm_fault         *vmf)
1632 {
1633         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1634         int                     ret;
1635
1636         trace_xfs_filemap_page_mkwrite(XFS_I(inode));
1637
1638         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1639         file_update_time(vma->vm_file);
1640         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1641
1642         if (IS_DAX(inode)) {
1643                 ret = iomap_dax_fault(vma, vmf, &xfs_iomap_ops);
1644         } else {
1645                 ret = iomap_page_mkwrite(vma, vmf, &xfs_iomap_ops);
1646                 ret = block_page_mkwrite_return(ret);
1647         }
1648
1649         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1650         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1651
1652         return ret;
1653 }
1654
1655 STATIC int
1656 xfs_filemap_fault(
1657         struct vm_area_struct   *vma,
1658         struct vm_fault         *vmf)
1659 {
1660         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1661         int                     ret;
1662
1663         trace_xfs_filemap_fault(XFS_I(inode));
1664
1665         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1666         if ((vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE) && IS_DAX(inode))
1667                 return xfs_filemap_page_mkwrite(vma, vmf);
1668
1669         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1670         if (IS_DAX(inode)) {
1671                 /*
1672                  * we do not want to trigger unwritten extent conversion on read
1673                  * faults - that is unnecessary overhead and would also require
1674                  * changes to xfs_get_blocks_direct() to map unwritten extent
1675                  * ioend for conversion on read-only mappings.
1676                  */
1677                 ret = iomap_dax_fault(vma, vmf, &xfs_iomap_ops);
1678         } else
1679                 ret = filemap_fault(vma, vmf);
1680         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1681
1682         return ret;
1683 }
1684
1685 /*
1686  * Similar to xfs_filemap_fault(), the DAX fault path can call into here on
1687  * both read and write faults. Hence we need to handle both cases. There is no
1688  * ->pmd_mkwrite callout for huge pages, so we have a single function here to
1689  * handle both cases here. @flags carries the information on the type of fault
1690  * occuring.
1691  */
1692 STATIC int
1693 xfs_filemap_pmd_fault(
1694         struct vm_area_struct   *vma,
1695         unsigned long           addr,
1696         pmd_t                   *pmd,
1697         unsigned int            flags)
1698 {
1699         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1700         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1701         int                     ret;
1702
1703         if (!IS_DAX(inode))
1704                 return VM_FAULT_FALLBACK;
1705
1706         trace_xfs_filemap_pmd_fault(ip);
1707
1708         if (flags & FAULT_FLAG_WRITE) {
1709                 sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1710                 file_update_time(vma->vm_file);
1711         }
1712
1713         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1714         ret = dax_pmd_fault(vma, addr, pmd, flags, xfs_get_blocks_dax_fault);
1715         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1716
1717         if (flags & FAULT_FLAG_WRITE)
1718                 sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1719
1720         return ret;
1721 }
1722
1723 /*
1724  * pfn_mkwrite was originally inteneded to ensure we capture time stamp
1725  * updates on write faults. In reality, it's need to serialise against
1726  * truncate similar to page_mkwrite. Hence we cycle the XFS_MMAPLOCK_SHARED
1727  * to ensure we serialise the fault barrier in place.
1728  */
1729 static int
1730 xfs_filemap_pfn_mkwrite(
1731         struct vm_area_struct   *vma,
1732         struct vm_fault         *vmf)
1733 {
1734
1735         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1736         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1737         int                     ret = VM_FAULT_NOPAGE;
1738         loff_t                  size;
1739
1740         trace_xfs_filemap_pfn_mkwrite(ip);
1741
1742         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1743         file_update_time(vma->vm_file);
1744
1745         /* check if the faulting page hasn't raced with truncate */
1746         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1747         size = (i_size_read(inode) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1748         if (vmf->pgoff >= size)
1749                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
1750         else if (IS_DAX(inode))
1751                 ret = dax_pfn_mkwrite(vma, vmf);
1752         xfs_iunlock(ip, XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1753         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1754         return ret;
1755
1756 }
1757
1758 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops = {
1759         .fault          = xfs_filemap_fault,
1760         .pmd_fault      = xfs_filemap_pmd_fault,
1761         .map_pages      = filemap_map_pages,
1762         .page_mkwrite   = xfs_filemap_page_mkwrite,
1763         .pfn_mkwrite    = xfs_filemap_pfn_mkwrite,
1764 };
1765
1766 STATIC int
1767 xfs_file_mmap(
1768         struct file     *filp,
1769         struct vm_area_struct *vma)
1770 {
1771         file_accessed(filp);
1772         vma->vm_ops = &xfs_file_vm_ops;
1773         if (IS_DAX(file_inode(filp)))
1774                 vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP | VM_HUGEPAGE;
1775         return 0;
1776 }
1777
1778 const struct file_operations xfs_file_operations = {
1779         .llseek         = xfs_file_llseek,
1780         .read_iter      = xfs_file_read_iter,
1781         .write_iter     = xfs_file_write_iter,
1782         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1783         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1784         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1785 #ifdef CONFIG_COMPAT
1786         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1787 #endif
1788         .mmap           = xfs_file_mmap,
1789         .open           = xfs_file_open,
1790         .release        = xfs_file_release,
1791         .fsync          = xfs_file_fsync,
1792         .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area,
1793         .fallocate      = xfs_file_fallocate,
1794         .copy_file_range = xfs_file_copy_range,
1795         .clone_file_range = xfs_file_clone_range,
1796         .dedupe_file_range = xfs_file_dedupe_range,
1797 };
1798
1799 const struct file_operations xfs_dir_file_operations = {
1800         .open           = xfs_dir_open,
1801         .read           = generic_read_dir,
1802         .iterate_shared = xfs_file_readdir,
1803         .llseek         = generic_file_llseek,
1804         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1805 #ifdef CONFIG_COMPAT
1806         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1807 #endif
1808         .fsync          = xfs_dir_fsync,
1809 };