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