d5b835e82b2d4b3dd1d0b03afb3a1e0637e1909f
[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         loff_t                  end = iocb->ki_pos + count - 1;
253         struct iov_iter         data;
254         struct xfs_buftarg      *target;
255         ssize_t                 ret = 0;
256
257         trace_xfs_file_direct_read(ip, count, iocb->ki_pos);
258
259         if (!count)
260                 return 0; /* skip atime */
261
262         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
263                 target = ip->i_mount->m_rtdev_targp;
264         else
265                 target = ip->i_mount->m_ddev_targp;
266
267         /* DIO must be aligned to device logical sector size */
268         if ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask) {
269                 if (iocb->ki_pos == isize)
270                         return 0;
271                 return -EINVAL;
272         }
273
274         file_accessed(iocb->ki_filp);
275
276         xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
277         if (mapping->nrpages) {
278                 ret = filemap_write_and_wait_range(mapping, iocb->ki_pos, end);
279                 if (ret)
280                         goto out_unlock;
281
282                 /*
283                  * Invalidate whole pages. This can return an error if we fail
284                  * to invalidate a page, but this should never happen on XFS.
285                  * Warn if it does fail.
286                  */
287                 ret = invalidate_inode_pages2_range(mapping,
288                                 iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT, end >> PAGE_SHIFT);
289                 WARN_ON_ONCE(ret);
290                 ret = 0;
291         }
292
293         data = *to;
294         ret = __blockdev_direct_IO(iocb, inode, target->bt_bdev, &data,
295                         xfs_get_blocks_direct, NULL, NULL, 0);
296         if (ret >= 0) {
297                 iocb->ki_pos += ret;
298                 iov_iter_advance(to, ret);
299         }
300
301 out_unlock:
302         xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
303         return ret;
304 }
305
306 static noinline ssize_t
307 xfs_file_dax_read(
308         struct kiocb            *iocb,
309         struct iov_iter         *to)
310 {
311         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(iocb->ki_filp->f_mapping->host);
312         size_t                  count = iov_iter_count(to);
313         ssize_t                 ret = 0;
314
315         trace_xfs_file_dax_read(ip, count, iocb->ki_pos);
316
317         if (!count)
318                 return 0; /* skip atime */
319
320         xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
321         ret = iomap_dax_rw(iocb, to, &xfs_iomap_ops);
322         xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
323
324         file_accessed(iocb->ki_filp);
325         return ret;
326 }
327
328 STATIC ssize_t
329 xfs_file_buffered_aio_read(
330         struct kiocb            *iocb,
331         struct iov_iter         *to)
332 {
333         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
334         ssize_t                 ret;
335
336         trace_xfs_file_buffered_read(ip, iov_iter_count(to), iocb->ki_pos);
337
338         xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
339         ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
340         xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
341
342         return ret;
343 }
344
345 STATIC ssize_t
346 xfs_file_read_iter(
347         struct kiocb            *iocb,
348         struct iov_iter         *to)
349 {
350         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
351         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(inode)->i_mount;
352         ssize_t                 ret = 0;
353
354         XFS_STATS_INC(mp, xs_read_calls);
355
356         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
357                 return -EIO;
358
359         if (IS_DAX(inode))
360                 ret = xfs_file_dax_read(iocb, to);
361         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)
362                 ret = xfs_file_dio_aio_read(iocb, to);
363         else
364                 ret = xfs_file_buffered_aio_read(iocb, to);
365
366         if (ret > 0)
367                 XFS_STATS_ADD(mp, xs_read_bytes, ret);
368         return ret;
369 }
370
371 /*
372  * Zero any on disk space between the current EOF and the new, larger EOF.
373  *
374  * This handles the normal case of zeroing the remainder of the last block in
375  * the file and the unusual case of zeroing blocks out beyond the size of the
376  * file.  This second case only happens with fixed size extents and when the
377  * system crashes before the inode size was updated but after blocks were
378  * allocated.
379  *
380  * Expects the iolock to be held exclusive, and will take the ilock internally.
381  */
382 int                                     /* error (positive) */
383 xfs_zero_eof(
384         struct xfs_inode        *ip,
385         xfs_off_t               offset,         /* starting I/O offset */
386         xfs_fsize_t             isize,          /* current inode size */
387         bool                    *did_zeroing)
388 {
389         ASSERT(xfs_isilocked(ip, XFS_IOLOCK_EXCL));
390         ASSERT(offset > isize);
391
392         trace_xfs_zero_eof(ip, isize, offset - isize);
393         return xfs_zero_range(ip, isize, offset - isize, did_zeroing);
394 }
395
396 /*
397  * Common pre-write limit and setup checks.
398  *
399  * Called with the iolocked held either shared and exclusive according to
400  * @iolock, and returns with it held.  Might upgrade the iolock to exclusive
401  * if called for a direct write beyond i_size.
402  */
403 STATIC ssize_t
404 xfs_file_aio_write_checks(
405         struct kiocb            *iocb,
406         struct iov_iter         *from,
407         int                     *iolock)
408 {
409         struct file             *file = iocb->ki_filp;
410         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
411         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
412         ssize_t                 error = 0;
413         size_t                  count = iov_iter_count(from);
414         bool                    drained_dio = false;
415
416 restart:
417         error = generic_write_checks(iocb, from);
418         if (error <= 0)
419                 return error;
420
421         error = xfs_break_layouts(inode, iolock, true);
422         if (error)
423                 return error;
424
425         /* For changing security info in file_remove_privs() we need i_mutex */
426         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED && !IS_NOSEC(inode)) {
427                 xfs_rw_iunlock(ip, *iolock);
428                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
429                 xfs_rw_ilock(ip, *iolock);
430                 goto restart;
431         }
432         /*
433          * If the offset is beyond the size of the file, we need to zero any
434          * blocks that fall between the existing EOF and the start of this
435          * write.  If zeroing is needed and we are currently holding the
436          * iolock shared, we need to update it to exclusive which implies
437          * having to redo all checks before.
438          *
439          * We need to serialise against EOF updates that occur in IO
440          * completions here. We want to make sure that nobody is changing the
441          * size while we do this check until we have placed an IO barrier (i.e.
442          * hold the XFS_IOLOCK_EXCL) that prevents new IO from being dispatched.
443          * The spinlock effectively forms a memory barrier once we have the
444          * XFS_IOLOCK_EXCL so we are guaranteed to see the latest EOF value
445          * and hence be able to correctly determine if we need to run zeroing.
446          */
447         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
448         if (iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
449                 bool    zero = false;
450
451                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
452                 if (!drained_dio) {
453                         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
454                                 xfs_rw_iunlock(ip, *iolock);
455                                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
456                                 xfs_rw_ilock(ip, *iolock);
457                                 iov_iter_reexpand(from, count);
458                         }
459                         /*
460                          * We now have an IO submission barrier in place, but
461                          * AIO can do EOF updates during IO completion and hence
462                          * we now need to wait for all of them to drain. Non-AIO
463                          * DIO will have drained before we are given the
464                          * XFS_IOLOCK_EXCL, and so for most cases this wait is a
465                          * no-op.
466                          */
467                         inode_dio_wait(inode);
468                         drained_dio = true;
469                         goto restart;
470                 }
471                 error = xfs_zero_eof(ip, iocb->ki_pos, i_size_read(inode), &zero);
472                 if (error)
473                         return error;
474         } else
475                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
476
477         /*
478          * Updating the timestamps will grab the ilock again from
479          * xfs_fs_dirty_inode, so we have to call it after dropping the
480          * lock above.  Eventually we should look into a way to avoid
481          * the pointless lock roundtrip.
482          */
483         if (likely(!(file->f_mode & FMODE_NOCMTIME))) {
484                 error = file_update_time(file);
485                 if (error)
486                         return error;
487         }
488
489         /*
490          * If we're writing the file then make sure to clear the setuid and
491          * setgid bits if the process is not being run by root.  This keeps
492          * people from modifying setuid and setgid binaries.
493          */
494         if (!IS_NOSEC(inode))
495                 return file_remove_privs(file);
496         return 0;
497 }
498
499 /*
500  * xfs_file_dio_aio_write - handle direct IO writes
501  *
502  * Lock the inode appropriately to prepare for and issue a direct IO write.
503  * By separating it from the buffered write path we remove all the tricky to
504  * follow locking changes and looping.
505  *
506  * If there are cached pages or we're extending the file, we need IOLOCK_EXCL
507  * until we're sure the bytes at the new EOF have been zeroed and/or the cached
508  * pages are flushed out.
509  *
510  * In most cases the direct IO writes will be done holding IOLOCK_SHARED
511  * allowing them to be done in parallel with reads and other direct IO writes.
512  * However, if the IO is not aligned to filesystem blocks, the direct IO layer
513  * needs to do sub-block zeroing and that requires serialisation against other
514  * direct IOs to the same block. In this case we need to serialise the
515  * submission of the unaligned IOs so that we don't get racing block zeroing in
516  * the dio layer.  To avoid the problem with aio, we also need to wait for
517  * outstanding IOs to complete so that unwritten extent conversion is completed
518  * before we try to map the overlapping block. This is currently implemented by
519  * hitting it with a big hammer (i.e. inode_dio_wait()).
520  *
521  * Returns with locks held indicated by @iolock and errors indicated by
522  * negative return values.
523  */
524 STATIC ssize_t
525 xfs_file_dio_aio_write(
526         struct kiocb            *iocb,
527         struct iov_iter         *from)
528 {
529         struct file             *file = iocb->ki_filp;
530         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
531         struct inode            *inode = mapping->host;
532         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
533         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
534         ssize_t                 ret = 0;
535         int                     unaligned_io = 0;
536         int                     iolock;
537         size_t                  count = iov_iter_count(from);
538         loff_t                  end;
539         struct iov_iter         data;
540         struct xfs_buftarg      *target = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) ?
541                                         mp->m_rtdev_targp : mp->m_ddev_targp;
542
543         /* DIO must be aligned to device logical sector size */
544         if ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask)
545                 return -EINVAL;
546
547         /*
548          * Don't take the exclusive iolock here unless the I/O is unaligned to
549          * the file system block size.  We don't need to consider the EOF
550          * extension case here because xfs_file_aio_write_checks() will relock
551          * the inode as necessary for EOF zeroing cases and fill out the new
552          * inode size as appropriate.
553          */
554         if ((iocb->ki_pos & mp->m_blockmask) ||
555             ((iocb->ki_pos + count) & mp->m_blockmask)) {
556                 unaligned_io = 1;
557                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
558         } else {
559                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
560         }
561
562         xfs_rw_ilock(ip, iolock);
563
564         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
565         if (ret)
566                 goto out;
567         count = iov_iter_count(from);
568         end = iocb->ki_pos + count - 1;
569
570         if (mapping->nrpages) {
571                 ret = filemap_write_and_wait_range(mapping, iocb->ki_pos, end);
572                 if (ret)
573                         goto out;
574
575                 /*
576                  * Invalidate whole pages. This can return an error if we fail
577                  * to invalidate a page, but this should never happen on XFS.
578                  * Warn if it does fail.
579                  */
580                 ret = invalidate_inode_pages2_range(mapping,
581                                 iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT, end >> PAGE_SHIFT);
582                 WARN_ON_ONCE(ret);
583                 ret = 0;
584         }
585
586         /*
587          * If we are doing unaligned IO, wait for all other IO to drain,
588          * otherwise demote the lock if we had to take the exclusive lock
589          * for other reasons in xfs_file_aio_write_checks.
590          */
591         if (unaligned_io)
592                 inode_dio_wait(inode);
593         else if (iolock == XFS_IOLOCK_EXCL) {
594                 xfs_rw_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
595                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
596         }
597
598         trace_xfs_file_direct_write(ip, count, iocb->ki_pos);
599
600         /* If this is a block-aligned directio CoW, remap immediately. */
601         if (xfs_is_reflink_inode(ip) && !unaligned_io) {
602                 ret = xfs_reflink_allocate_cow_range(ip, iocb->ki_pos, count);
603                 if (ret)
604                         goto out;
605         }
606
607         data = *from;
608         ret = __blockdev_direct_IO(iocb, inode, target->bt_bdev, &data,
609                         xfs_get_blocks_direct, xfs_end_io_direct_write,
610                         NULL, DIO_ASYNC_EXTEND);
611
612         /* see generic_file_direct_write() for why this is necessary */
613         if (mapping->nrpages) {
614                 invalidate_inode_pages2_range(mapping,
615                                               iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT,
616                                               end >> PAGE_SHIFT);
617         }
618
619         if (ret > 0) {
620                 iocb->ki_pos += ret;
621                 iov_iter_advance(from, ret);
622         }
623 out:
624         xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
625
626         /*
627          * No fallback to buffered IO on errors for XFS, direct IO will either
628          * complete fully or fail.
629          */
630         ASSERT(ret < 0 || ret == count);
631         return ret;
632 }
633
634 static noinline ssize_t
635 xfs_file_dax_write(
636         struct kiocb            *iocb,
637         struct iov_iter         *from)
638 {
639         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
640         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
641         int                     iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
642         ssize_t                 ret, error = 0;
643         size_t                  count;
644         loff_t                  pos;
645
646         xfs_rw_ilock(ip, iolock);
647         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
648         if (ret)
649                 goto out;
650
651         pos = iocb->ki_pos;
652         count = iov_iter_count(from);
653
654         trace_xfs_file_dax_write(ip, count, pos);
655
656         ret = iomap_dax_rw(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
657         if (ret > 0 && iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
658                 i_size_write(inode, iocb->ki_pos);
659                 error = xfs_setfilesize(ip, pos, ret);
660         }
661
662 out:
663         xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
664         return error ? error : ret;
665 }
666
667 STATIC ssize_t
668 xfs_file_buffered_aio_write(
669         struct kiocb            *iocb,
670         struct iov_iter         *from)
671 {
672         struct file             *file = iocb->ki_filp;
673         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
674         struct inode            *inode = mapping->host;
675         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
676         ssize_t                 ret;
677         int                     enospc = 0;
678         int                     iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
679
680         xfs_rw_ilock(ip, iolock);
681
682         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
683         if (ret)
684                 goto out;
685
686         /* We can write back this queue in page reclaim */
687         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
688
689 write_retry:
690         trace_xfs_file_buffered_write(ip, iov_iter_count(from), iocb->ki_pos);
691         ret = iomap_file_buffered_write(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
692         if (likely(ret >= 0))
693                 iocb->ki_pos += ret;
694
695         /*
696          * If we hit a space limit, try to free up some lingering preallocated
697          * space before returning an error. In the case of ENOSPC, first try to
698          * write back all dirty inodes to free up some of the excess reserved
699          * metadata space. This reduces the chances that the eofblocks scan
700          * waits on dirty mappings. Since xfs_flush_inodes() is serialized, this
701          * also behaves as a filter to prevent too many eofblocks scans from
702          * running at the same time.
703          */
704         if (ret == -EDQUOT && !enospc) {
705                 enospc = xfs_inode_free_quota_eofblocks(ip);
706                 if (enospc)
707                         goto write_retry;
708                 enospc = xfs_inode_free_quota_cowblocks(ip);
709                 if (enospc)
710                         goto write_retry;
711         } else if (ret == -ENOSPC && !enospc) {
712                 struct xfs_eofblocks eofb = {0};
713
714                 enospc = 1;
715                 xfs_flush_inodes(ip->i_mount);
716                 eofb.eof_scan_owner = ip->i_ino; /* for locking */
717                 eofb.eof_flags = XFS_EOF_FLAGS_SYNC;
718                 xfs_icache_free_eofblocks(ip->i_mount, &eofb);
719                 goto write_retry;
720         }
721
722         current->backing_dev_info = NULL;
723 out:
724         xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
725         return ret;
726 }
727
728 STATIC ssize_t
729 xfs_file_write_iter(
730         struct kiocb            *iocb,
731         struct iov_iter         *from)
732 {
733         struct file             *file = iocb->ki_filp;
734         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
735         struct inode            *inode = mapping->host;
736         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
737         ssize_t                 ret;
738         size_t                  ocount = iov_iter_count(from);
739
740         XFS_STATS_INC(ip->i_mount, xs_write_calls);
741
742         if (ocount == 0)
743                 return 0;
744
745         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
746                 return -EIO;
747
748         if (IS_DAX(inode))
749                 ret = xfs_file_dax_write(iocb, from);
750         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
751                 /*
752                  * Allow a directio write to fall back to a buffered
753                  * write *only* in the case that we're doing a reflink
754                  * CoW.  In all other directio scenarios we do not
755                  * allow an operation to fall back to buffered mode.
756                  */
757                 ret = xfs_file_dio_aio_write(iocb, from);
758                 if (ret == -EREMCHG)
759                         goto buffered;
760         } else {
761 buffered:
762                 ret = xfs_file_buffered_aio_write(iocb, from);
763         }
764
765         if (ret > 0) {
766                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
767
768                 /* Handle various SYNC-type writes */
769                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
770         }
771         return ret;
772 }
773
774 #define XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED                                         \
775                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
776                  FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |      \
777                  FALLOC_FL_INSERT_RANGE | FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE)
778
779 STATIC long
780 xfs_file_fallocate(
781         struct file             *file,
782         int                     mode,
783         loff_t                  offset,
784         loff_t                  len)
785 {
786         struct inode            *inode = file_inode(file);
787         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
788         long                    error;
789         enum xfs_prealloc_flags flags = 0;
790         uint                    iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
791         loff_t                  new_size = 0;
792         bool                    do_file_insert = 0;
793
794         if (!S_ISREG(inode->i_mode))
795                 return -EINVAL;
796         if (mode & ~XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED)
797                 return -EOPNOTSUPP;
798
799         xfs_ilock(ip, iolock);
800         error = xfs_break_layouts(inode, &iolock, false);
801         if (error)
802                 goto out_unlock;
803
804         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
805         iolock |= XFS_MMAPLOCK_EXCL;
806
807         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE) {
808                 error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
809                 if (error)
810                         goto out_unlock;
811         } else if (mode & FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE) {
812                 unsigned blksize_mask = (1 << inode->i_blkbits) - 1;
813
814                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
815                         error = -EINVAL;
816                         goto out_unlock;
817                 }
818
819                 /*
820                  * There is no need to overlap collapse range with EOF,
821                  * in which case it is effectively a truncate operation
822                  */
823                 if (offset + len >= i_size_read(inode)) {
824                         error = -EINVAL;
825                         goto out_unlock;
826                 }
827
828                 new_size = i_size_read(inode) - len;
829
830                 error = xfs_collapse_file_space(ip, offset, len);
831                 if (error)
832                         goto out_unlock;
833         } else if (mode & FALLOC_FL_INSERT_RANGE) {
834                 unsigned blksize_mask = (1 << inode->i_blkbits) - 1;
835
836                 new_size = i_size_read(inode) + len;
837                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
838                         error = -EINVAL;
839                         goto out_unlock;
840                 }
841
842                 /* check the new inode size does not wrap through zero */
843                 if (new_size > inode->i_sb->s_maxbytes) {
844                         error = -EFBIG;
845                         goto out_unlock;
846                 }
847
848                 /* Offset should be less than i_size */
849                 if (offset >= i_size_read(inode)) {
850                         error = -EINVAL;
851                         goto out_unlock;
852                 }
853                 do_file_insert = 1;
854         } else {
855                 flags |= XFS_PREALLOC_SET;
856
857                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
858                     offset + len > i_size_read(inode)) {
859                         new_size = offset + len;
860                         error = inode_newsize_ok(inode, new_size);
861                         if (error)
862                                 goto out_unlock;
863                 }
864
865                 if (mode & FALLOC_FL_ZERO_RANGE)
866                         error = xfs_zero_file_space(ip, offset, len);
867                 else {
868                         if (mode & FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE) {
869                                 error = xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
870                                 if (error)
871                                         goto out_unlock;
872                         }
873                         error = xfs_alloc_file_space(ip, offset, len,
874                                                      XFS_BMAPI_PREALLOC);
875                 }
876                 if (error)
877                         goto out_unlock;
878         }
879
880         if (file->f_flags & O_DSYNC)
881                 flags |= XFS_PREALLOC_SYNC;
882
883         error = xfs_update_prealloc_flags(ip, flags);
884         if (error)
885                 goto out_unlock;
886
887         /* Change file size if needed */
888         if (new_size) {
889                 struct iattr iattr;
890
891                 iattr.ia_valid = ATTR_SIZE;
892                 iattr.ia_size = new_size;
893                 error = xfs_vn_setattr_size(file_dentry(file), &iattr);
894                 if (error)
895                         goto out_unlock;
896         }
897
898         /*
899          * Perform hole insertion now that the file size has been
900          * updated so that if we crash during the operation we don't
901          * leave shifted extents past EOF and hence losing access to
902          * the data that is contained within them.
903          */
904         if (do_file_insert)
905                 error = xfs_insert_file_space(ip, offset, len);
906
907 out_unlock:
908         xfs_iunlock(ip, iolock);
909         return error;
910 }
911
912 /*
913  * Flush all file writes out to disk.
914  */
915 static int
916 xfs_file_wait_for_io(
917         struct inode    *inode,
918         loff_t          offset,
919         size_t          len)
920 {
921         loff_t          rounding;
922         loff_t          ioffset;
923         loff_t          iendoffset;
924         loff_t          bs;
925         int             ret;
926
927         bs = inode->i_sb->s_blocksize;
928         inode_dio_wait(inode);
929
930         rounding = max_t(xfs_off_t, bs, PAGE_SIZE);
931         ioffset = round_down(offset, rounding);
932         iendoffset = round_up(offset + len, rounding) - 1;
933         ret = filemap_write_and_wait_range(inode->i_mapping, ioffset,
934                                            iendoffset);
935         return ret;
936 }
937
938 /* Hook up to the VFS reflink function */
939 STATIC int
940 xfs_file_share_range(
941         struct file     *file_in,
942         loff_t          pos_in,
943         struct file     *file_out,
944         loff_t          pos_out,
945         u64             len,
946         bool            is_dedupe)
947 {
948         struct inode    *inode_in;
949         struct inode    *inode_out;
950         ssize_t         ret;
951         loff_t          bs;
952         loff_t          isize;
953         int             same_inode;
954         loff_t          blen;
955         unsigned int    flags = 0;
956
957         inode_in = file_inode(file_in);
958         inode_out = file_inode(file_out);
959         bs = inode_out->i_sb->s_blocksize;
960
961         /* Don't touch certain kinds of inodes */
962         if (IS_IMMUTABLE(inode_out))
963                 return -EPERM;
964         if (IS_SWAPFILE(inode_in) ||
965             IS_SWAPFILE(inode_out))
966                 return -ETXTBSY;
967
968         same_inode = (inode_in == inode_out);
969
970         /* Don't reflink dirs, pipes, sockets... */
971         if (S_ISDIR(inode_in->i_mode) || S_ISDIR(inode_out->i_mode))
972                 return -EISDIR;
973         if (S_ISFIFO(inode_in->i_mode) || S_ISFIFO(inode_out->i_mode))
974                 return -EINVAL;
975         if (!S_ISREG(inode_in->i_mode) || !S_ISREG(inode_out->i_mode))
976                 return -EINVAL;
977
978         /* Don't share DAX file data for now. */
979         if (IS_DAX(inode_in) || IS_DAX(inode_out))
980                 return -EINVAL;
981
982         /* Are we going all the way to the end? */
983         isize = i_size_read(inode_in);
984         if (isize == 0)
985                 return 0;
986         if (len == 0)
987                 len = isize - pos_in;
988
989         /* Ensure offsets don't wrap and the input is inside i_size */
990         if (pos_in + len < pos_in || pos_out + len < pos_out ||
991             pos_in + len > isize)
992                 return -EINVAL;
993
994         /* Don't allow dedupe past EOF in the dest file */
995         if (is_dedupe) {
996                 loff_t  disize;
997
998                 disize = i_size_read(inode_out);
999                 if (pos_out >= disize || pos_out + len > disize)
1000                         return -EINVAL;
1001         }
1002
1003         /* If we're linking to EOF, continue to the block boundary. */
1004         if (pos_in + len == isize)
1005                 blen = ALIGN(isize, bs) - pos_in;
1006         else
1007                 blen = len;
1008
1009         /* Only reflink if we're aligned to block boundaries */
1010         if (!IS_ALIGNED(pos_in, bs) || !IS_ALIGNED(pos_in + blen, bs) ||
1011             !IS_ALIGNED(pos_out, bs) || !IS_ALIGNED(pos_out + blen, bs))
1012                 return -EINVAL;
1013
1014         /* Don't allow overlapped reflink within the same file */
1015         if (same_inode && pos_out + blen > pos_in && pos_out < pos_in + blen)
1016                 return -EINVAL;
1017
1018         /* Wait for the completion of any pending IOs on srcfile */
1019         ret = xfs_file_wait_for_io(inode_in, pos_in, len);
1020         if (ret)
1021                 goto out;
1022         ret = xfs_file_wait_for_io(inode_out, pos_out, len);
1023         if (ret)
1024                 goto out;
1025
1026         if (is_dedupe)
1027                 flags |= XFS_REFLINK_DEDUPE;
1028         ret = xfs_reflink_remap_range(XFS_I(inode_in), pos_in, XFS_I(inode_out),
1029                         pos_out, len, flags);
1030         if (ret < 0)
1031                 goto out;
1032
1033 out:
1034         return ret;
1035 }
1036
1037 STATIC ssize_t
1038 xfs_file_copy_range(
1039         struct file     *file_in,
1040         loff_t          pos_in,
1041         struct file     *file_out,
1042         loff_t          pos_out,
1043         size_t          len,
1044         unsigned int    flags)
1045 {
1046         int             error;
1047
1048         error = xfs_file_share_range(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
1049                                      len, false);
1050         if (error)
1051                 return error;
1052         return len;
1053 }
1054
1055 STATIC int
1056 xfs_file_clone_range(
1057         struct file     *file_in,
1058         loff_t          pos_in,
1059         struct file     *file_out,
1060         loff_t          pos_out,
1061         u64             len)
1062 {
1063         return xfs_file_share_range(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
1064                                      len, false);
1065 }
1066
1067 #define XFS_MAX_DEDUPE_LEN      (16 * 1024 * 1024)
1068 STATIC ssize_t
1069 xfs_file_dedupe_range(
1070         struct file     *src_file,
1071         u64             loff,
1072         u64             len,
1073         struct file     *dst_file,
1074         u64             dst_loff)
1075 {
1076         int             error;
1077
1078         /*
1079          * Limit the total length we will dedupe for each operation.
1080          * This is intended to bound the total time spent in this
1081          * ioctl to something sane.
1082          */
1083         if (len > XFS_MAX_DEDUPE_LEN)
1084                 len = XFS_MAX_DEDUPE_LEN;
1085
1086         error = xfs_file_share_range(src_file, loff, dst_file, dst_loff,
1087                                      len, true);
1088         if (error)
1089                 return error;
1090         return len;
1091 }
1092
1093 STATIC int
1094 xfs_file_open(
1095         struct inode    *inode,
1096         struct file     *file)
1097 {
1098         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE) && i_size_read(inode) > MAX_NON_LFS)
1099                 return -EFBIG;
1100         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_M(inode->i_sb)))
1101                 return -EIO;
1102         return 0;
1103 }
1104
1105 STATIC int
1106 xfs_dir_open(
1107         struct inode    *inode,
1108         struct file     *file)
1109 {
1110         struct xfs_inode *ip = XFS_I(inode);
1111         int             mode;
1112         int             error;
1113
1114         error = xfs_file_open(inode, file);
1115         if (error)
1116                 return error;
1117
1118         /*
1119          * If there are any blocks, read-ahead block 0 as we're almost
1120          * certain to have the next operation be a read there.
1121          */
1122         mode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1123         if (ip->i_d.di_nextents > 0)
1124                 xfs_dir3_data_readahead(ip, 0, -1);
1125         xfs_iunlock(ip, mode);
1126         return 0;
1127 }
1128
1129 STATIC int
1130 xfs_file_release(
1131         struct inode    *inode,
1132         struct file     *filp)
1133 {
1134         return xfs_release(XFS_I(inode));
1135 }
1136
1137 STATIC int
1138 xfs_file_readdir(
1139         struct file     *file,
1140         struct dir_context *ctx)
1141 {
1142         struct inode    *inode = file_inode(file);
1143         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
1144         size_t          bufsize;
1145
1146         /*
1147          * The Linux API doesn't pass down the total size of the buffer
1148          * we read into down to the filesystem.  With the filldir concept
1149          * it's not needed for correct information, but the XFS dir2 leaf
1150          * code wants an estimate of the buffer size to calculate it's
1151          * readahead window and size the buffers used for mapping to
1152          * physical blocks.
1153          *
1154          * Try to give it an estimate that's good enough, maybe at some
1155          * point we can change the ->readdir prototype to include the
1156          * buffer size.  For now we use the current glibc buffer size.
1157          */
1158         bufsize = (size_t)min_t(loff_t, 32768, ip->i_d.di_size);
1159
1160         return xfs_readdir(ip, ctx, bufsize);
1161 }
1162
1163 /*
1164  * This type is designed to indicate the type of offset we would like
1165  * to search from page cache for xfs_seek_hole_data().
1166  */
1167 enum {
1168         HOLE_OFF = 0,
1169         DATA_OFF,
1170 };
1171
1172 /*
1173  * Lookup the desired type of offset from the given page.
1174  *
1175  * On success, return true and the offset argument will point to the
1176  * start of the region that was found.  Otherwise this function will
1177  * return false and keep the offset argument unchanged.
1178  */
1179 STATIC bool
1180 xfs_lookup_buffer_offset(
1181         struct page             *page,
1182         loff_t                  *offset,
1183         unsigned int            type)
1184 {
1185         loff_t                  lastoff = page_offset(page);
1186         bool                    found = false;
1187         struct buffer_head      *bh, *head;
1188
1189         bh = head = page_buffers(page);
1190         do {
1191                 /*
1192                  * Unwritten extents that have data in the page
1193                  * cache covering them can be identified by the
1194                  * BH_Unwritten state flag.  Pages with multiple
1195                  * buffers might have a mix of holes, data and
1196                  * unwritten extents - any buffer with valid
1197                  * data in it should have BH_Uptodate flag set
1198                  * on it.
1199                  */
1200                 if (buffer_unwritten(bh) ||
1201                     buffer_uptodate(bh)) {
1202                         if (type == DATA_OFF)
1203                                 found = true;
1204                 } else {
1205                         if (type == HOLE_OFF)
1206                                 found = true;
1207                 }
1208
1209                 if (found) {
1210                         *offset = lastoff;
1211                         break;
1212                 }
1213                 lastoff += bh->b_size;
1214         } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
1215
1216         return found;
1217 }
1218
1219 /*
1220  * This routine is called to find out and return a data or hole offset
1221  * from the page cache for unwritten extents according to the desired
1222  * type for xfs_seek_hole_data().
1223  *
1224  * The argument offset is used to tell where we start to search from the
1225  * page cache.  Map is used to figure out the end points of the range to
1226  * lookup pages.
1227  *
1228  * Return true if the desired type of offset was found, and the argument
1229  * offset is filled with that address.  Otherwise, return false and keep
1230  * offset unchanged.
1231  */
1232 STATIC bool
1233 xfs_find_get_desired_pgoff(
1234         struct inode            *inode,
1235         struct xfs_bmbt_irec    *map,
1236         unsigned int            type,
1237         loff_t                  *offset)
1238 {
1239         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1240         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1241         struct pagevec          pvec;
1242         pgoff_t                 index;
1243         pgoff_t                 end;
1244         loff_t                  endoff;
1245         loff_t                  startoff = *offset;
1246         loff_t                  lastoff = startoff;
1247         bool                    found = false;
1248
1249         pagevec_init(&pvec, 0);
1250
1251         index = startoff >> PAGE_SHIFT;
1252         endoff = XFS_FSB_TO_B(mp, map->br_startoff + map->br_blockcount);
1253         end = endoff >> PAGE_SHIFT;
1254         do {
1255                 int             want;
1256                 unsigned        nr_pages;
1257                 unsigned int    i;
1258
1259                 want = min_t(pgoff_t, end - index, PAGEVEC_SIZE);
1260                 nr_pages = pagevec_lookup(&pvec, inode->i_mapping, index,
1261                                           want);
1262                 /*
1263                  * No page mapped into given range.  If we are searching holes
1264                  * and if this is the first time we got into the loop, it means
1265                  * that the given offset is landed in a hole, return it.
1266                  *
1267                  * If we have already stepped through some block buffers to find
1268                  * holes but they all contains data.  In this case, the last
1269                  * offset is already updated and pointed to the end of the last
1270                  * mapped page, if it does not reach the endpoint to search,
1271                  * that means there should be a hole between them.
1272                  */
1273                 if (nr_pages == 0) {
1274                         /* Data search found nothing */
1275                         if (type == DATA_OFF)
1276                                 break;
1277
1278                         ASSERT(type == HOLE_OFF);
1279                         if (lastoff == startoff || lastoff < endoff) {
1280                                 found = true;
1281                                 *offset = lastoff;
1282                         }
1283                         break;
1284                 }
1285
1286                 /*
1287                  * At lease we found one page.  If this is the first time we
1288                  * step into the loop, and if the first page index offset is
1289                  * greater than the given search offset, a hole was found.
1290                  */
1291                 if (type == HOLE_OFF && lastoff == startoff &&
1292                     lastoff < page_offset(pvec.pages[0])) {
1293                         found = true;
1294                         break;
1295                 }
1296
1297                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1298                         struct page     *page = pvec.pages[i];
1299                         loff_t          b_offset;
1300
1301                         /*
1302                          * At this point, the page may be truncated or
1303                          * invalidated (changing page->mapping to NULL),
1304                          * or even swizzled back from swapper_space to tmpfs
1305                          * file mapping. However, page->index will not change
1306                          * because we have a reference on the page.
1307                          *
1308                          * Searching done if the page index is out of range.
1309                          * If the current offset is not reaches the end of
1310                          * the specified search range, there should be a hole
1311                          * between them.
1312                          */
1313                         if (page->index > end) {
1314                                 if (type == HOLE_OFF && lastoff < endoff) {
1315                                         *offset = lastoff;
1316                                         found = true;
1317                                 }
1318                                 goto out;
1319                         }
1320
1321                         lock_page(page);
1322                         /*
1323                          * Page truncated or invalidated(page->mapping == NULL).
1324                          * We can freely skip it and proceed to check the next
1325                          * page.
1326                          */
1327                         if (unlikely(page->mapping != inode->i_mapping)) {
1328                                 unlock_page(page);
1329                                 continue;
1330                         }
1331
1332                         if (!page_has_buffers(page)) {
1333                                 unlock_page(page);
1334                                 continue;
1335                         }
1336
1337                         found = xfs_lookup_buffer_offset(page, &b_offset, type);
1338                         if (found) {
1339                                 /*
1340                                  * The found offset may be less than the start
1341                                  * point to search if this is the first time to
1342                                  * come here.
1343                                  */
1344                                 *offset = max_t(loff_t, startoff, b_offset);
1345                                 unlock_page(page);
1346                                 goto out;
1347                         }
1348
1349                         /*
1350                          * We either searching data but nothing was found, or
1351                          * searching hole but found a data buffer.  In either
1352                          * case, probably the next page contains the desired
1353                          * things, update the last offset to it so.
1354                          */
1355                         lastoff = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
1356                         unlock_page(page);
1357                 }
1358
1359                 /*
1360                  * The number of returned pages less than our desired, search
1361                  * done.  In this case, nothing was found for searching data,
1362                  * but we found a hole behind the last offset.
1363                  */
1364                 if (nr_pages < want) {
1365                         if (type == HOLE_OFF) {
1366                                 *offset = lastoff;
1367                                 found = true;
1368                         }
1369                         break;
1370                 }
1371
1372                 index = pvec.pages[i - 1]->index + 1;
1373                 pagevec_release(&pvec);
1374         } while (index <= end);
1375
1376 out:
1377         pagevec_release(&pvec);
1378         return found;
1379 }
1380
1381 /*
1382  * caller must lock inode with xfs_ilock_data_map_shared,
1383  * can we craft an appropriate ASSERT?
1384  *
1385  * end is because the VFS-level lseek interface is defined such that any
1386  * offset past i_size shall return -ENXIO, but we use this for quota code
1387  * which does not maintain i_size, and we want to SEEK_DATA past i_size.
1388  */
1389 loff_t
1390 __xfs_seek_hole_data(
1391         struct inode            *inode,
1392         loff_t                  start,
1393         loff_t                  end,
1394         int                     whence)
1395 {
1396         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1397         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1398         loff_t                  uninitialized_var(offset);
1399         xfs_fileoff_t           fsbno;
1400         xfs_filblks_t           lastbno;
1401         int                     error;
1402
1403         if (start >= end) {
1404                 error = -ENXIO;
1405                 goto out_error;
1406         }
1407
1408         /*
1409          * Try to read extents from the first block indicated
1410          * by fsbno to the end block of the file.
1411          */
1412         fsbno = XFS_B_TO_FSBT(mp, start);
1413         lastbno = XFS_B_TO_FSB(mp, end);
1414
1415         for (;;) {
1416                 struct xfs_bmbt_irec    map[2];
1417                 int                     nmap = 2;
1418                 unsigned int            i;
1419
1420                 error = xfs_bmapi_read(ip, fsbno, lastbno - fsbno, map, &nmap,
1421                                        XFS_BMAPI_ENTIRE);
1422                 if (error)
1423                         goto out_error;
1424
1425                 /* No extents at given offset, must be beyond EOF */
1426                 if (nmap == 0) {
1427                         error = -ENXIO;
1428                         goto out_error;
1429                 }
1430
1431                 for (i = 0; i < nmap; i++) {
1432                         offset = max_t(loff_t, start,
1433                                        XFS_FSB_TO_B(mp, map[i].br_startoff));
1434
1435                         /* Landed in the hole we wanted? */
1436                         if (whence == SEEK_HOLE &&
1437                             map[i].br_startblock == HOLESTARTBLOCK)
1438                                 goto out;
1439
1440                         /* Landed in the data extent we wanted? */
1441                         if (whence == SEEK_DATA &&
1442                             (map[i].br_startblock == DELAYSTARTBLOCK ||
1443                              (map[i].br_state == XFS_EXT_NORM &&
1444                               !isnullstartblock(map[i].br_startblock))))
1445                                 goto out;
1446
1447                         /*
1448                          * Landed in an unwritten extent, try to search
1449                          * for hole or data from page cache.
1450                          */
1451                         if (map[i].br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN) {
1452                                 if (xfs_find_get_desired_pgoff(inode, &map[i],
1453                                       whence == SEEK_HOLE ? HOLE_OFF : DATA_OFF,
1454                                                         &offset))
1455                                         goto out;
1456                         }
1457                 }
1458
1459                 /*
1460                  * We only received one extent out of the two requested. This
1461                  * means we've hit EOF and didn't find what we are looking for.
1462                  */
1463                 if (nmap == 1) {
1464                         /*
1465                          * If we were looking for a hole, set offset to
1466                          * the end of the file (i.e., there is an implicit
1467                          * hole at the end of any file).
1468                          */
1469                         if (whence == SEEK_HOLE) {
1470                                 offset = end;
1471                                 break;
1472                         }
1473                         /*
1474                          * If we were looking for data, it's nowhere to be found
1475                          */
1476                         ASSERT(whence == SEEK_DATA);
1477                         error = -ENXIO;
1478                         goto out_error;
1479                 }
1480
1481                 ASSERT(i > 1);
1482
1483                 /*
1484                  * Nothing was found, proceed to the next round of search
1485                  * if the next reading offset is not at or beyond EOF.
1486                  */
1487                 fsbno = map[i - 1].br_startoff + map[i - 1].br_blockcount;
1488                 start = XFS_FSB_TO_B(mp, fsbno);
1489                 if (start >= end) {
1490                         if (whence == SEEK_HOLE) {
1491                                 offset = end;
1492                                 break;
1493                         }
1494                         ASSERT(whence == SEEK_DATA);
1495                         error = -ENXIO;
1496                         goto out_error;
1497                 }
1498         }
1499
1500 out:
1501         /*
1502          * If at this point we have found the hole we wanted, the returned
1503          * offset may be bigger than the file size as it may be aligned to
1504          * page boundary for unwritten extents.  We need to deal with this
1505          * situation in particular.
1506          */
1507         if (whence == SEEK_HOLE)
1508                 offset = min_t(loff_t, offset, end);
1509
1510         return offset;
1511
1512 out_error:
1513         return error;
1514 }
1515
1516 STATIC loff_t
1517 xfs_seek_hole_data(
1518         struct file             *file,
1519         loff_t                  start,
1520         int                     whence)
1521 {
1522         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
1523         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1524         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1525         uint                    lock;
1526         loff_t                  offset, end;
1527         int                     error = 0;
1528
1529         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1530                 return -EIO;
1531
1532         lock = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1533
1534         end = i_size_read(inode);
1535         offset = __xfs_seek_hole_data(inode, start, end, whence);
1536         if (offset < 0) {
1537                 error = offset;
1538                 goto out_unlock;
1539         }
1540
1541         offset = vfs_setpos(file, offset, inode->i_sb->s_maxbytes);
1542
1543 out_unlock:
1544         xfs_iunlock(ip, lock);
1545
1546         if (error)
1547                 return error;
1548         return offset;
1549 }
1550
1551 STATIC loff_t
1552 xfs_file_llseek(
1553         struct file     *file,
1554         loff_t          offset,
1555         int             whence)
1556 {
1557         switch (whence) {
1558         case SEEK_END:
1559         case SEEK_CUR:
1560         case SEEK_SET:
1561                 return generic_file_llseek(file, offset, whence);
1562         case SEEK_HOLE:
1563         case SEEK_DATA:
1564                 return xfs_seek_hole_data(file, offset, whence);
1565         default:
1566                 return -EINVAL;
1567         }
1568 }
1569
1570 /*
1571  * Locking for serialisation of IO during page faults. This results in a lock
1572  * ordering of:
1573  *
1574  * mmap_sem (MM)
1575  *   sb_start_pagefault(vfs, freeze)
1576  *     i_mmaplock (XFS - truncate serialisation)
1577  *       page_lock (MM)
1578  *         i_lock (XFS - extent map serialisation)
1579  */
1580
1581 /*
1582  * mmap()d file has taken write protection fault and is being made writable. We
1583  * can set the page state up correctly for a writable page, which means we can
1584  * do correct delalloc accounting (ENOSPC checking!) and unwritten extent
1585  * mapping.
1586  */
1587 STATIC int
1588 xfs_filemap_page_mkwrite(
1589         struct vm_area_struct   *vma,
1590         struct vm_fault         *vmf)
1591 {
1592         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1593         int                     ret;
1594
1595         trace_xfs_filemap_page_mkwrite(XFS_I(inode));
1596
1597         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1598         file_update_time(vma->vm_file);
1599         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1600
1601         if (IS_DAX(inode)) {
1602                 ret = iomap_dax_fault(vma, vmf, &xfs_iomap_ops);
1603         } else {
1604                 ret = iomap_page_mkwrite(vma, vmf, &xfs_iomap_ops);
1605                 ret = block_page_mkwrite_return(ret);
1606         }
1607
1608         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1609         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1610
1611         return ret;
1612 }
1613
1614 STATIC int
1615 xfs_filemap_fault(
1616         struct vm_area_struct   *vma,
1617         struct vm_fault         *vmf)
1618 {
1619         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1620         int                     ret;
1621
1622         trace_xfs_filemap_fault(XFS_I(inode));
1623
1624         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1625         if ((vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE) && IS_DAX(inode))
1626                 return xfs_filemap_page_mkwrite(vma, vmf);
1627
1628         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1629         if (IS_DAX(inode)) {
1630                 /*
1631                  * we do not want to trigger unwritten extent conversion on read
1632                  * faults - that is unnecessary overhead and would also require
1633                  * changes to xfs_get_blocks_direct() to map unwritten extent
1634                  * ioend for conversion on read-only mappings.
1635                  */
1636                 ret = iomap_dax_fault(vma, vmf, &xfs_iomap_ops);
1637         } else
1638                 ret = filemap_fault(vma, vmf);
1639         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1640
1641         return ret;
1642 }
1643
1644 /*
1645  * Similar to xfs_filemap_fault(), the DAX fault path can call into here on
1646  * both read and write faults. Hence we need to handle both cases. There is no
1647  * ->pmd_mkwrite callout for huge pages, so we have a single function here to
1648  * handle both cases here. @flags carries the information on the type of fault
1649  * occuring.
1650  */
1651 STATIC int
1652 xfs_filemap_pmd_fault(
1653         struct vm_area_struct   *vma,
1654         unsigned long           addr,
1655         pmd_t                   *pmd,
1656         unsigned int            flags)
1657 {
1658         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1659         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1660         int                     ret;
1661
1662         if (!IS_DAX(inode))
1663                 return VM_FAULT_FALLBACK;
1664
1665         trace_xfs_filemap_pmd_fault(ip);
1666
1667         if (flags & FAULT_FLAG_WRITE) {
1668                 sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1669                 file_update_time(vma->vm_file);
1670         }
1671
1672         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1673         ret = dax_pmd_fault(vma, addr, pmd, flags, xfs_get_blocks_dax_fault);
1674         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1675
1676         if (flags & FAULT_FLAG_WRITE)
1677                 sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1678
1679         return ret;
1680 }
1681
1682 /*
1683  * pfn_mkwrite was originally inteneded to ensure we capture time stamp
1684  * updates on write faults. In reality, it's need to serialise against
1685  * truncate similar to page_mkwrite. Hence we cycle the XFS_MMAPLOCK_SHARED
1686  * to ensure we serialise the fault barrier in place.
1687  */
1688 static int
1689 xfs_filemap_pfn_mkwrite(
1690         struct vm_area_struct   *vma,
1691         struct vm_fault         *vmf)
1692 {
1693
1694         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1695         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1696         int                     ret = VM_FAULT_NOPAGE;
1697         loff_t                  size;
1698
1699         trace_xfs_filemap_pfn_mkwrite(ip);
1700
1701         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1702         file_update_time(vma->vm_file);
1703
1704         /* check if the faulting page hasn't raced with truncate */
1705         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1706         size = (i_size_read(inode) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1707         if (vmf->pgoff >= size)
1708                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
1709         else if (IS_DAX(inode))
1710                 ret = dax_pfn_mkwrite(vma, vmf);
1711         xfs_iunlock(ip, XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1712         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1713         return ret;
1714
1715 }
1716
1717 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops = {
1718         .fault          = xfs_filemap_fault,
1719         .pmd_fault      = xfs_filemap_pmd_fault,
1720         .map_pages      = filemap_map_pages,
1721         .page_mkwrite   = xfs_filemap_page_mkwrite,
1722         .pfn_mkwrite    = xfs_filemap_pfn_mkwrite,
1723 };
1724
1725 STATIC int
1726 xfs_file_mmap(
1727         struct file     *filp,
1728         struct vm_area_struct *vma)
1729 {
1730         file_accessed(filp);
1731         vma->vm_ops = &xfs_file_vm_ops;
1732         if (IS_DAX(file_inode(filp)))
1733                 vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP | VM_HUGEPAGE;
1734         return 0;
1735 }
1736
1737 const struct file_operations xfs_file_operations = {
1738         .llseek         = xfs_file_llseek,
1739         .read_iter      = xfs_file_read_iter,
1740         .write_iter     = xfs_file_write_iter,
1741         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1742         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1743         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1744 #ifdef CONFIG_COMPAT
1745         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1746 #endif
1747         .mmap           = xfs_file_mmap,
1748         .open           = xfs_file_open,
1749         .release        = xfs_file_release,
1750         .fsync          = xfs_file_fsync,
1751         .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area,
1752         .fallocate      = xfs_file_fallocate,
1753         .copy_file_range = xfs_file_copy_range,
1754         .clone_file_range = xfs_file_clone_range,
1755         .dedupe_file_range = xfs_file_dedupe_range,
1756 };
1757
1758 const struct file_operations xfs_dir_file_operations = {
1759         .open           = xfs_dir_open,
1760         .read           = generic_read_dir,
1761         .iterate_shared = xfs_file_readdir,
1762         .llseek         = generic_file_llseek,
1763         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1764 #ifdef CONFIG_COMPAT
1765         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1766 #endif
1767         .fsync          = xfs_dir_fsync,
1768 };