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
 558                 /*
 559                  * We can't properly handle unaligned direct I/O to reflink
 560                  * files yet, as we can't unshare a partial block.
 561                  */
 562                 if (xfs_is_reflink_inode(ip)) {
 563                         trace_xfs_reflink_bounce_dio_write(ip, iocb->ki_pos, count);
 564                         return -EREMCHG;
 565                 }
 566                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 567         } else {
 568                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 569         }
 570
 571         xfs_rw_ilock(ip, iolock);
 572
 573         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 574         if (ret)
 575                 goto out;
 576         count = iov_iter_count(from);
 577         end = iocb->ki_pos + count - 1;
 578
 579         if (mapping->nrpages) {
 580                 ret = filemap_write_and_wait_range(mapping, iocb->ki_pos, end);
 581                 if (ret)
 582                         goto out;
 583
 584                 /*
 585                  * Invalidate whole pages. This can return an error if we fail
 586                  * to invalidate a page, but this should never happen on XFS.
 587                  * Warn if it does fail.
 588                  */
 589                 ret = invalidate_inode_pages2_range(mapping,
 590                                 iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT, end >> PAGE_SHIFT);
 591                 WARN_ON_ONCE(ret);
 592                 ret = 0;
 593         }
 594
 595         /*
 596          * If we are doing unaligned IO, wait for all other IO to drain,
 597          * otherwise demote the lock if we had to take the exclusive lock
 598          * for other reasons in xfs_file_aio_write_checks.
 599          */
 600         if (unaligned_io)
 601                 inode_dio_wait(inode);
 602         else if (iolock == XFS_IOLOCK_EXCL) {
 603                 xfs_rw_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 604                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 605         }
 606
 607         trace_xfs_file_direct_write(ip, count, iocb->ki_pos);
 608
 609         /* If this is a block-aligned directio CoW, remap immediately. */
 610         if (xfs_is_reflink_inode(ip) && !unaligned_io) {
 611                 ret = xfs_reflink_allocate_cow_range(ip, iocb->ki_pos, count);
 612                 if (ret)
 613                         goto out;
 614         }
 615
 616         data = *from;
 617         ret = __blockdev_direct_IO(iocb, inode, target->bt_bdev, &data,
 618                         xfs_get_blocks_direct, xfs_end_io_direct_write,
 619                         NULL, DIO_ASYNC_EXTEND);
 620
 621         /* see generic_file_direct_write() for why this is necessary */
 622         if (mapping->nrpages) {
 623                 invalidate_inode_pages2_range(mapping,
 624                                               iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT,
 625                                               end >> PAGE_SHIFT);
 626         }
 627
 628         if (ret > 0) {
 629                 iocb->ki_pos += ret;
 630                 iov_iter_advance(from, ret);
 631         }
 632 out:
 633         xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
 634
 635         /*
 636          * No fallback to buffered IO on errors for XFS, direct IO will either
 637          * complete fully or fail.
 638          */
 639         ASSERT(ret < 0 || ret == count);
 640         return ret;
 641 }
 642
 643 static noinline ssize_t
 644 xfs_file_dax_write(
 645         struct kiocb            *iocb,
 646         struct iov_iter         *from)
 647 {
 648         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 649         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 650         int                     iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 651         ssize_t                 ret, error = 0;
 652         size_t                  count;
 653         loff_t                  pos;
 654
 655         xfs_rw_ilock(ip, iolock);
 656         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 657         if (ret)
 658                 goto out;
 659
 660         pos = iocb->ki_pos;
 661         count = iov_iter_count(from);
 662
 663         trace_xfs_file_dax_write(ip, count, pos);
 664
 665         ret = iomap_dax_rw(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
 666         if (ret > 0 && iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
 667                 i_size_write(inode, iocb->ki_pos);
 668                 error = xfs_setfilesize(ip, pos, ret);
 669         }
 670
 671 out:
 672         xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
 673         return error ? error : ret;
 674 }
 675
 676 STATIC ssize_t
 677 xfs_file_buffered_aio_write(
 678         struct kiocb            *iocb,
 679         struct iov_iter         *from)
 680 {
 681         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 682         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 683         struct inode            *inode = mapping->host;
 684         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 685         ssize_t                 ret;
 686         int                     enospc = 0;
 687         int                     iolock;
 688
 689 write_retry:
 690         iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 691         xfs_rw_ilock(ip, iolock);
 692
 693         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
 694         if (ret)
 695                 goto out;
 696
 697         /* We can write back this queue in page reclaim */
 698         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
 699
 700         trace_xfs_file_buffered_write(ip, iov_iter_count(from), iocb->ki_pos);
 701         ret = iomap_file_buffered_write(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
 702         if (likely(ret >= 0))
 703                 iocb->ki_pos += ret;
 704
 705         /*
 706          * If we hit a space limit, try to free up some lingering preallocated
 707          * space before returning an error. In the case of ENOSPC, first try to
 708          * write back all dirty inodes to free up some of the excess reserved
 709          * metadata space. This reduces the chances that the eofblocks scan
 710          * waits on dirty mappings. Since xfs_flush_inodes() is serialized, this
 711          * also behaves as a filter to prevent too many eofblocks scans from
 712          * running at the same time.
 713          */
 714         if (ret == -EDQUOT && !enospc) {
 715                 xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
 716                 enospc = xfs_inode_free_quota_eofblocks(ip);
 717                 if (enospc)
 718                         goto write_retry;
 719                 enospc = xfs_inode_free_quota_cowblocks(ip);
 720                 if (enospc)
 721                         goto write_retry;
 722                 iolock = 0;
 723         } else if (ret == -ENOSPC && !enospc) {
 724                 struct xfs_eofblocks eofb = {0};
 725
 726                 enospc = 1;
 727                 xfs_flush_inodes(ip->i_mount);
 728
 729                 xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
 730                 eofb.eof_flags = XFS_EOF_FLAGS_SYNC;
 731                 xfs_icache_free_eofblocks(ip->i_mount, &eofb);
 732                 goto write_retry;
 733         }
 734
 735         current->backing_dev_info = NULL;
 736 out:
 737         if (iolock)
 738                 xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
 739         return ret;
 740 }
 741
 742 STATIC ssize_t
 743 xfs_file_write_iter(
 744         struct kiocb            *iocb,
 745         struct iov_iter         *from)
 746 {
 747         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 748         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 749         struct inode            *inode = mapping->host;
 750         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 751         ssize_t                 ret;
 752         size_t                  ocount = iov_iter_count(from);
 753
 754         XFS_STATS_INC(ip->i_mount, xs_write_calls);
 755
 756         if (ocount == 0)
 757                 return 0;
 758
 759         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 760                 return -EIO;
 761
 762         if (IS_DAX(inode))
 763                 ret = xfs_file_dax_write(iocb, from);
 764         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
 765                 /*
 766                  * Allow a directio write to fall back to a buffered
 767                  * write *only* in the case that we're doing a reflink
 768                  * CoW.  In all other directio scenarios we do not
 769                  * allow an operation to fall back to buffered mode.
 770                  */
 771                 ret = xfs_file_dio_aio_write(iocb, from);
 772                 if (ret == -EREMCHG)
 773                         goto buffered;
 774         } else {
 775 buffered:
 776                 ret = xfs_file_buffered_aio_write(iocb, from);
 777         }
 778
 779         if (ret > 0) {
 780                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 781
 782                 /* Handle various SYNC-type writes */
 783                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 784         }
 785         return ret;
 786 }
 787
 788 #define XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED                                         \
 789                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
 790                  FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |      \
 791                  FALLOC_FL_INSERT_RANGE | FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE)
 792
 793 STATIC long
 794 xfs_file_fallocate(
 795         struct file             *file,
 796         int                     mode,
 797         loff_t                  offset,
 798         loff_t                  len)
 799 {
 800         struct inode            *inode = file_inode(file);
 801         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 802         long                    error;
 803         enum xfs_prealloc_flags flags = 0;
 804         uint                    iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 805         loff_t                  new_size = 0;
 806         bool                    do_file_insert = 0;
 807
 808         if (!S_ISREG(inode->i_mode))
 809                 return -EINVAL;
 810         if (mode & ~XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED)
 811                 return -EOPNOTSUPP;
 812
 813         xfs_ilock(ip, iolock);
 814         error = xfs_break_layouts(inode, &iolock, false);
 815         if (error)
 816                 goto out_unlock;
 817
 818         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 819         iolock |= XFS_MMAPLOCK_EXCL;
 820
 821         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE) {
 822                 error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
 823                 if (error)
 824                         goto out_unlock;
 825         } else if (mode & FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE) {
 826                 unsigned blksize_mask = (1 << inode->i_blkbits) - 1;
 827
 828                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
 829                         error = -EINVAL;
 830                         goto out_unlock;
 831                 }
 832
 833                 /*
 834                  * There is no need to overlap collapse range with EOF,
 835                  * in which case it is effectively a truncate operation
 836                  */
 837                 if (offset + len >= i_size_read(inode)) {
 838                         error = -EINVAL;
 839                         goto out_unlock;
 840                 }
 841
 842                 new_size = i_size_read(inode) - len;
 843
 844                 error = xfs_collapse_file_space(ip, offset, len);
 845                 if (error)
 846                         goto out_unlock;
 847         } else if (mode & FALLOC_FL_INSERT_RANGE) {
 848                 unsigned blksize_mask = (1 << inode->i_blkbits) - 1;
 849
 850                 new_size = i_size_read(inode) + len;
 851                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
 852                         error = -EINVAL;
 853                         goto out_unlock;
 854                 }
 855
 856                 /* check the new inode size does not wrap through zero */
 857                 if (new_size > inode->i_sb->s_maxbytes) {
 858                         error = -EFBIG;
 859                         goto out_unlock;
 860                 }
 861
 862                 /* Offset should be less than i_size */
 863                 if (offset >= i_size_read(inode)) {
 864                         error = -EINVAL;
 865                         goto out_unlock;
 866                 }
 867                 do_file_insert = 1;
 868         } else {
 869                 flags |= XFS_PREALLOC_SET;
 870
 871                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
 872                     offset + len > i_size_read(inode)) {
 873                         new_size = offset + len;
 874                         error = inode_newsize_ok(inode, new_size);
 875                         if (error)
 876                                 goto out_unlock;
 877                 }
 878
 879                 if (mode & FALLOC_FL_ZERO_RANGE)
 880                         error = xfs_zero_file_space(ip, offset, len);
 881                 else {
 882                         if (mode & FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE) {
 883                                 error = xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
 884                                 if (error)
 885                                         goto out_unlock;
 886                         }
 887                         error = xfs_alloc_file_space(ip, offset, len,
 888                                                      XFS_BMAPI_PREALLOC);
 889                 }
 890                 if (error)
 891                         goto out_unlock;
 892         }
 893
 894         if (file->f_flags & O_DSYNC)
 895                 flags |= XFS_PREALLOC_SYNC;
 896
 897         error = xfs_update_prealloc_flags(ip, flags);
 898         if (error)
 899                 goto out_unlock;
 900
 901         /* Change file size if needed */
 902         if (new_size) {
 903                 struct iattr iattr;
 904
 905                 iattr.ia_valid = ATTR_SIZE;
 906                 iattr.ia_size = new_size;
 907                 error = xfs_vn_setattr_size(file_dentry(file), &iattr);
 908                 if (error)
 909                         goto out_unlock;
 910         }
 911
 912         /*
 913          * Perform hole insertion now that the file size has been
 914          * updated so that if we crash during the operation we don't
 915          * leave shifted extents past EOF and hence losing access to
 916          * the data that is contained within them.
 917          */
 918         if (do_file_insert)
 919                 error = xfs_insert_file_space(ip, offset, len);
 920
 921 out_unlock:
 922         xfs_iunlock(ip, iolock);
 923         return error;
 924 }
 925
 926 STATIC ssize_t
 927 xfs_file_copy_range(
 928         struct file     *file_in,
 929         loff_t          pos_in,
 930         struct file     *file_out,
 931         loff_t          pos_out,
 932         size_t          len,
 933         unsigned int    flags)
 934 {
 935         int             error;
 936
 937         error = xfs_reflink_remap_range(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
 938                                      len, false);
 939         if (error)
 940                 return error;
 941         return len;
 942 }
 943
 944 STATIC int
 945 xfs_file_clone_range(
 946         struct file     *file_in,
 947         loff_t          pos_in,
 948         struct file     *file_out,
 949         loff_t          pos_out,
 950         u64             len)
 951 {
 952         return xfs_reflink_remap_range(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
 953                                      len, false);
 954 }
 955
 956 STATIC ssize_t
 957 xfs_file_dedupe_range(
 958         struct file     *src_file,
 959         u64             loff,
 960         u64             len,
 961         struct file     *dst_file,
 962         u64             dst_loff)
 963 {
 964         int             error;
 965
 966         error = xfs_reflink_remap_range(src_file, loff, dst_file, dst_loff,
 967                                      len, true);
 968         if (error)
 969                 return error;
 970         return len;
 971 }
 972
 973 STATIC int
 974 xfs_file_open(
 975         struct inode    *inode,
 976         struct file     *file)
 977 {
 978         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE) && i_size_read(inode) > MAX_NON_LFS)
 979                 return -EFBIG;
 980         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_M(inode->i_sb)))
 981                 return -EIO;
 982         return 0;
 983 }
 984
 985 STATIC int
 986 xfs_dir_open(
 987         struct inode    *inode,
 988         struct file     *file)
 989 {
 990         struct xfs_inode *ip = XFS_I(inode);
 991         int             mode;
 992         int             error;
 993
 994         error = xfs_file_open(inode, file);
 995         if (error)
 996                 return error;
 997
 998         /*
 999          * If there are any blocks, read-ahead block 0 as we're almost
1000          * certain to have the next operation be a read there.
1001          */
1002         mode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1003         if (ip->i_d.di_nextents > 0)
1004                 error = xfs_dir3_data_readahead(ip, 0, -1);
1005         xfs_iunlock(ip, mode);
1006         return error;
1007 }
1008
1009 STATIC int
1010 xfs_file_release(
1011         struct inode    *inode,
1012         struct file     *filp)
1013 {
1014         return xfs_release(XFS_I(inode));
1015 }
1016
1017 STATIC int
1018 xfs_file_readdir(
1019         struct file     *file,
1020         struct dir_context *ctx)
1021 {
1022         struct inode    *inode = file_inode(file);
1023         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
1024         size_t          bufsize;
1025
1026         /*
1027          * The Linux API doesn't pass down the total size of the buffer
1028          * we read into down to the filesystem.  With the filldir concept
1029          * it's not needed for correct information, but the XFS dir2 leaf
1030          * code wants an estimate of the buffer size to calculate it's
1031          * readahead window and size the buffers used for mapping to
1032          * physical blocks.
1033          *
1034          * Try to give it an estimate that's good enough, maybe at some
1035          * point we can change the ->readdir prototype to include the
1036          * buffer size.  For now we use the current glibc buffer size.
1037          */
1038         bufsize = (size_t)min_t(loff_t, 32768, ip->i_d.di_size);
1039
1040         return xfs_readdir(ip, ctx, bufsize);
1041 }
1042
1043 /*
1044  * This type is designed to indicate the type of offset we would like
1045  * to search from page cache for xfs_seek_hole_data().
1046  */
1047 enum {
1048         HOLE_OFF = 0,
1049         DATA_OFF,
1050 };
1051
1052 /*
1053  * Lookup the desired type of offset from the given page.
1054  *
1055  * On success, return true and the offset argument will point to the
1056  * start of the region that was found.  Otherwise this function will
1057  * return false and keep the offset argument unchanged.
1058  */
1059 STATIC bool
1060 xfs_lookup_buffer_offset(
1061         struct page             *page,
1062         loff_t                  *offset,
1063         unsigned int            type)
1064 {
1065         loff_t                  lastoff = page_offset(page);
1066         bool                    found = false;
1067         struct buffer_head      *bh, *head;
1068
1069         bh = head = page_buffers(page);
1070         do {
1071                 /*
1072                  * Unwritten extents that have data in the page
1073                  * cache covering them can be identified by the
1074                  * BH_Unwritten state flag.  Pages with multiple
1075                  * buffers might have a mix of holes, data and
1076                  * unwritten extents - any buffer with valid
1077                  * data in it should have BH_Uptodate flag set
1078                  * on it.
1079                  */
1080                 if (buffer_unwritten(bh) ||
1081                     buffer_uptodate(bh)) {
1082                         if (type == DATA_OFF)
1083                                 found = true;
1084                 } else {
1085                         if (type == HOLE_OFF)
1086                                 found = true;
1087                 }
1088
1089                 if (found) {
1090                         *offset = lastoff;
1091                         break;
1092                 }
1093                 lastoff += bh->b_size;
1094         } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
1095
1096         return found;
1097 }
1098
1099 /*
1100  * This routine is called to find out and return a data or hole offset
1101  * from the page cache for unwritten extents according to the desired
1102  * type for xfs_seek_hole_data().
1103  *
1104  * The argument offset is used to tell where we start to search from the
1105  * page cache.  Map is used to figure out the end points of the range to
1106  * lookup pages.
1107  *
1108  * Return true if the desired type of offset was found, and the argument
1109  * offset is filled with that address.  Otherwise, return false and keep
1110  * offset unchanged.
1111  */
1112 STATIC bool
1113 xfs_find_get_desired_pgoff(
1114         struct inode            *inode,
1115         struct xfs_bmbt_irec    *map,
1116         unsigned int            type,
1117         loff_t                  *offset)
1118 {
1119         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1120         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1121         struct pagevec          pvec;
1122         pgoff_t                 index;
1123         pgoff_t                 end;
1124         loff_t                  endoff;
1125         loff_t                  startoff = *offset;
1126         loff_t                  lastoff = startoff;
1127         bool                    found = false;
1128
1129         pagevec_init(&pvec, 0);
1130
1131         index = startoff >> PAGE_SHIFT;
1132         endoff = XFS_FSB_TO_B(mp, map->br_startoff + map->br_blockcount);
1133         end = endoff >> PAGE_SHIFT;
1134         do {
1135                 int             want;
1136                 unsigned        nr_pages;
1137                 unsigned int    i;
1138
1139                 want = min_t(pgoff_t, end - index, PAGEVEC_SIZE);
1140                 nr_pages = pagevec_lookup(&pvec, inode->i_mapping, index,
1141                                           want);
1142                 /*
1143                  * No page mapped into given range.  If we are searching holes
1144                  * and if this is the first time we got into the loop, it means
1145                  * that the given offset is landed in a hole, return it.
1146                  *
1147                  * If we have already stepped through some block buffers to find
1148                  * holes but they all contains data.  In this case, the last
1149                  * offset is already updated and pointed to the end of the last
1150                  * mapped page, if it does not reach the endpoint to search,
1151                  * that means there should be a hole between them.
1152                  */
1153                 if (nr_pages == 0) {
1154                         /* Data search found nothing */
1155                         if (type == DATA_OFF)
1156                                 break;
1157
1158                         ASSERT(type == HOLE_OFF);
1159                         if (lastoff == startoff || lastoff < endoff) {
1160                                 found = true;
1161                                 *offset = lastoff;
1162                         }
1163                         break;
1164                 }
1165
1166                 /*
1167                  * At lease we found one page.  If this is the first time we
1168                  * step into the loop, and if the first page index offset is
1169                  * greater than the given search offset, a hole was found.
1170                  */
1171                 if (type == HOLE_OFF && lastoff == startoff &&
1172                     lastoff < page_offset(pvec.pages[0])) {
1173                         found = true;
1174                         break;
1175                 }
1176
1177                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1178                         struct page     *page = pvec.pages[i];
1179                         loff_t          b_offset;
1180
1181                         /*
1182                          * At this point, the page may be truncated or
1183                          * invalidated (changing page->mapping to NULL),
1184                          * or even swizzled back from swapper_space to tmpfs
1185                          * file mapping. However, page->index will not change
1186                          * because we have a reference on the page.
1187                          *
1188                          * Searching done if the page index is out of range.
1189                          * If the current offset is not reaches the end of
1190                          * the specified search range, there should be a hole
1191                          * between them.
1192                          */
1193                         if (page->index > end) {
1194                                 if (type == HOLE_OFF && lastoff < endoff) {
1195                                         *offset = lastoff;
1196                                         found = true;
1197                                 }
1198                                 goto out;
1199                         }
1200
1201                         lock_page(page);
1202                         /*
1203                          * Page truncated or invalidated(page->mapping == NULL).
1204                          * We can freely skip it and proceed to check the next
1205                          * page.
1206                          */
1207                         if (unlikely(page->mapping != inode->i_mapping)) {
1208                                 unlock_page(page);
1209                                 continue;
1210                         }
1211
1212                         if (!page_has_buffers(page)) {
1213                                 unlock_page(page);
1214                                 continue;
1215                         }
1216
1217                         found = xfs_lookup_buffer_offset(page, &b_offset, type);
1218                         if (found) {
1219                                 /*
1220                                  * The found offset may be less than the start
1221                                  * point to search if this is the first time to
1222                                  * come here.
1223                                  */
1224                                 *offset = max_t(loff_t, startoff, b_offset);
1225                                 unlock_page(page);
1226                                 goto out;
1227                         }
1228
1229                         /*
1230                          * We either searching data but nothing was found, or
1231                          * searching hole but found a data buffer.  In either
1232                          * case, probably the next page contains the desired
1233                          * things, update the last offset to it so.
1234                          */
1235                         lastoff = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
1236                         unlock_page(page);
1237                 }
1238
1239                 /*
1240                  * The number of returned pages less than our desired, search
1241                  * done.  In this case, nothing was found for searching data,
1242                  * but we found a hole behind the last offset.
1243                  */
1244                 if (nr_pages < want) {
1245                         if (type == HOLE_OFF) {
1246                                 *offset = lastoff;
1247                                 found = true;
1248                         }
1249                         break;
1250                 }
1251
1252                 index = pvec.pages[i - 1]->index + 1;
1253                 pagevec_release(&pvec);
1254         } while (index <= end);
1255
1256 out:
1257         pagevec_release(&pvec);
1258         return found;
1259 }
1260
1261 /*
1262  * caller must lock inode with xfs_ilock_data_map_shared,
1263  * can we craft an appropriate ASSERT?
1264  *
1265  * end is because the VFS-level lseek interface is defined such that any
1266  * offset past i_size shall return -ENXIO, but we use this for quota code
1267  * which does not maintain i_size, and we want to SEEK_DATA past i_size.
1268  */
1269 loff_t
1270 __xfs_seek_hole_data(
1271         struct inode            *inode,
1272         loff_t                  start,
1273         loff_t                  end,
1274         int                     whence)
1275 {
1276         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1277         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1278         loff_t                  uninitialized_var(offset);
1279         xfs_fileoff_t           fsbno;
1280         xfs_filblks_t           lastbno;
1281         int                     error;
1282
1283         if (start >= end) {
1284                 error = -ENXIO;
1285                 goto out_error;
1286         }
1287
1288         /*
1289          * Try to read extents from the first block indicated
1290          * by fsbno to the end block of the file.
1291          */
1292         fsbno = XFS_B_TO_FSBT(mp, start);
1293         lastbno = XFS_B_TO_FSB(mp, end);
1294
1295         for (;;) {
1296                 struct xfs_bmbt_irec    map[2];
1297                 int                     nmap = 2;
1298                 unsigned int            i;
1299
1300                 error = xfs_bmapi_read(ip, fsbno, lastbno - fsbno, map, &nmap,
1301                                        XFS_BMAPI_ENTIRE);
1302                 if (error)
1303                         goto out_error;
1304
1305                 /* No extents at given offset, must be beyond EOF */
1306                 if (nmap == 0) {
1307                         error = -ENXIO;
1308                         goto out_error;
1309                 }
1310
1311                 for (i = 0; i < nmap; i++) {
1312                         offset = max_t(loff_t, start,
1313                                        XFS_FSB_TO_B(mp, map[i].br_startoff));
1314
1315                         /* Landed in the hole we wanted? */
1316                         if (whence == SEEK_HOLE &&
1317                             map[i].br_startblock == HOLESTARTBLOCK)
1318                                 goto out;
1319
1320                         /* Landed in the data extent we wanted? */
1321                         if (whence == SEEK_DATA &&
1322                             (map[i].br_startblock == DELAYSTARTBLOCK ||
1323                              (map[i].br_state == XFS_EXT_NORM &&
1324                               !isnullstartblock(map[i].br_startblock))))
1325                                 goto out;
1326
1327                         /*
1328                          * Landed in an unwritten extent, try to search
1329                          * for hole or data from page cache.
1330                          */
1331                         if (map[i].br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN) {
1332                                 if (xfs_find_get_desired_pgoff(inode, &map[i],
1333                                       whence == SEEK_HOLE ? HOLE_OFF : DATA_OFF,
1334                                                         &offset))
1335                                         goto out;
1336                         }
1337                 }
1338
1339                 /*
1340                  * We only received one extent out of the two requested. This
1341                  * means we've hit EOF and didn't find what we are looking for.
1342                  */
1343                 if (nmap == 1) {
1344                         /*
1345                          * If we were looking for a hole, set offset to
1346                          * the end of the file (i.e., there is an implicit
1347                          * hole at the end of any file).
1348                          */
1349                         if (whence == SEEK_HOLE) {
1350                                 offset = end;
1351                                 break;
1352                         }
1353                         /*
1354                          * If we were looking for data, it's nowhere to be found
1355                          */
1356                         ASSERT(whence == SEEK_DATA);
1357                         error = -ENXIO;
1358                         goto out_error;
1359                 }
1360
1361                 ASSERT(i > 1);
1362
1363                 /*
1364                  * Nothing was found, proceed to the next round of search
1365                  * if the next reading offset is not at or beyond EOF.
1366                  */
1367                 fsbno = map[i - 1].br_startoff + map[i - 1].br_blockcount;
1368                 start = XFS_FSB_TO_B(mp, fsbno);
1369                 if (start >= end) {
1370                         if (whence == SEEK_HOLE) {
1371                                 offset = end;
1372                                 break;
1373                         }
1374                         ASSERT(whence == SEEK_DATA);
1375                         error = -ENXIO;
1376                         goto out_error;
1377                 }
1378         }
1379
1380 out:
1381         /*
1382          * If at this point we have found the hole we wanted, the returned
1383          * offset may be bigger than the file size as it may be aligned to
1384          * page boundary for unwritten extents.  We need to deal with this
1385          * situation in particular.
1386          */
1387         if (whence == SEEK_HOLE)
1388                 offset = min_t(loff_t, offset, end);
1389
1390         return offset;
1391
1392 out_error:
1393         return error;
1394 }
1395
1396 STATIC loff_t
1397 xfs_seek_hole_data(
1398         struct file             *file,
1399         loff_t                  start,
1400         int                     whence)
1401 {
1402         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
1403         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1404         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1405         uint                    lock;
1406         loff_t                  offset, end;
1407         int                     error = 0;
1408
1409         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1410                 return -EIO;
1411
1412         lock = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1413
1414         end = i_size_read(inode);
1415         offset = __xfs_seek_hole_data(inode, start, end, whence);
1416         if (offset < 0) {
1417                 error = offset;
1418                 goto out_unlock;
1419         }
1420
1421         offset = vfs_setpos(file, offset, inode->i_sb->s_maxbytes);
1422
1423 out_unlock:
1424         xfs_iunlock(ip, lock);
1425
1426         if (error)
1427                 return error;
1428         return offset;
1429 }
1430
1431 STATIC loff_t
1432 xfs_file_llseek(
1433         struct file     *file,
1434         loff_t          offset,
1435         int             whence)
1436 {
1437         switch (whence) {
1438         case SEEK_END:
1439         case SEEK_CUR:
1440         case SEEK_SET:
1441                 return generic_file_llseek(file, offset, whence);
1442         case SEEK_HOLE:
1443         case SEEK_DATA:
1444                 return xfs_seek_hole_data(file, offset, whence);
1445         default:
1446                 return -EINVAL;
1447         }
1448 }
1449
1450 /*
1451  * Locking for serialisation of IO during page faults. This results in a lock
1452  * ordering of:
1453  *
1454  * mmap_sem (MM)
1455  *   sb_start_pagefault(vfs, freeze)
1456  *     i_mmaplock (XFS - truncate serialisation)
1457  *       page_lock (MM)
1458  *         i_lock (XFS - extent map serialisation)
1459  */
1460
1461 /*
1462  * mmap()d file has taken write protection fault and is being made writable. We
1463  * can set the page state up correctly for a writable page, which means we can
1464  * do correct delalloc accounting (ENOSPC checking!) and unwritten extent
1465  * mapping.
1466  */
1467 STATIC int
1468 xfs_filemap_page_mkwrite(
1469         struct vm_area_struct   *vma,
1470         struct vm_fault         *vmf)
1471 {
1472         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1473         int                     ret;
1474
1475         trace_xfs_filemap_page_mkwrite(XFS_I(inode));
1476
1477         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1478         file_update_time(vma->vm_file);
1479         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1480
1481         if (IS_DAX(inode)) {
1482                 ret = iomap_dax_fault(vma, vmf, &xfs_iomap_ops);
1483         } else {
1484                 ret = iomap_page_mkwrite(vma, vmf, &xfs_iomap_ops);
1485                 ret = block_page_mkwrite_return(ret);
1486         }
1487
1488         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1489         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1490
1491         return ret;
1492 }
1493
1494 STATIC int
1495 xfs_filemap_fault(
1496         struct vm_area_struct   *vma,
1497         struct vm_fault         *vmf)
1498 {
1499         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1500         int                     ret;
1501
1502         trace_xfs_filemap_fault(XFS_I(inode));
1503
1504         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1505         if ((vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE) && IS_DAX(inode))
1506                 return xfs_filemap_page_mkwrite(vma, vmf);
1507
1508         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1509         if (IS_DAX(inode)) {
1510                 /*
1511                  * we do not want to trigger unwritten extent conversion on read
1512                  * faults - that is unnecessary overhead and would also require
1513                  * changes to xfs_get_blocks_direct() to map unwritten extent
1514                  * ioend for conversion on read-only mappings.
1515                  */
1516                 ret = iomap_dax_fault(vma, vmf, &xfs_iomap_ops);
1517         } else
1518                 ret = filemap_fault(vma, vmf);
1519         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1520
1521         return ret;
1522 }
1523
1524 /*
1525  * Similar to xfs_filemap_fault(), the DAX fault path can call into here on
1526  * both read and write faults. Hence we need to handle both cases. There is no
1527  * ->pmd_mkwrite callout for huge pages, so we have a single function here to
1528  * handle both cases here. @flags carries the information on the type of fault
1529  * occuring.
1530  */
1531 STATIC int
1532 xfs_filemap_pmd_fault(
1533         struct vm_area_struct   *vma,
1534         unsigned long           addr,
1535         pmd_t                   *pmd,
1536         unsigned int            flags)
1537 {
1538         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1539         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1540         int                     ret;
1541
1542         if (!IS_DAX(inode))
1543                 return VM_FAULT_FALLBACK;
1544
1545         trace_xfs_filemap_pmd_fault(ip);
1546
1547         if (flags & FAULT_FLAG_WRITE) {
1548                 sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1549                 file_update_time(vma->vm_file);
1550         }
1551
1552         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1553         ret = dax_pmd_fault(vma, addr, pmd, flags, xfs_get_blocks_dax_fault);
1554         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1555
1556         if (flags & FAULT_FLAG_WRITE)
1557                 sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1558
1559         return ret;
1560 }
1561
1562 /*
1563  * pfn_mkwrite was originally inteneded to ensure we capture time stamp
1564  * updates on write faults. In reality, it's need to serialise against
1565  * truncate similar to page_mkwrite. Hence we cycle the XFS_MMAPLOCK_SHARED
1566  * to ensure we serialise the fault barrier in place.
1567  */
1568 static int
1569 xfs_filemap_pfn_mkwrite(
1570         struct vm_area_struct   *vma,
1571         struct vm_fault         *vmf)
1572 {
1573
1574         struct inode            *inode = file_inode(vma->vm_file);
1575         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1576         int                     ret = VM_FAULT_NOPAGE;
1577         loff_t                  size;
1578
1579         trace_xfs_filemap_pfn_mkwrite(ip);
1580
1581         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1582         file_update_time(vma->vm_file);
1583
1584         /* check if the faulting page hasn't raced with truncate */
1585         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1586         size = (i_size_read(inode) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1587         if (vmf->pgoff >= size)
1588                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
1589         else if (IS_DAX(inode))
1590                 ret = dax_pfn_mkwrite(vma, vmf);
1591         xfs_iunlock(ip, XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1592         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1593         return ret;
1594
1595 }
1596
1597 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops = {
1598         .fault          = xfs_filemap_fault,
1599         .pmd_fault      = xfs_filemap_pmd_fault,
1600         .map_pages      = filemap_map_pages,
1601         .page_mkwrite   = xfs_filemap_page_mkwrite,
1602         .pfn_mkwrite    = xfs_filemap_pfn_mkwrite,
1603 };
1604
1605 STATIC int
1606 xfs_file_mmap(
1607         struct file     *filp,
1608         struct vm_area_struct *vma)
1609 {
1610         file_accessed(filp);
1611         vma->vm_ops = &xfs_file_vm_ops;
1612         if (IS_DAX(file_inode(filp)))
1613                 vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP | VM_HUGEPAGE;
1614         return 0;
1615 }
1616
1617 const struct file_operations xfs_file_operations = {
1618         .llseek         = xfs_file_llseek,
1619         .read_iter      = xfs_file_read_iter,
1620         .write_iter     = xfs_file_write_iter,
1621         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1622         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1623         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1624 #ifdef CONFIG_COMPAT
1625         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1626 #endif
1627         .mmap           = xfs_file_mmap,
1628         .open           = xfs_file_open,
1629         .release        = xfs_file_release,
1630         .fsync          = xfs_file_fsync,
1631         .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area,
1632         .fallocate      = xfs_file_fallocate,
1633         .copy_file_range = xfs_file_copy_range,
1634         .clone_file_range = xfs_file_clone_range,
1635         .dedupe_file_range = xfs_file_dedupe_range,
1636 };
1637
1638 const struct file_operations xfs_dir_file_operations = {
1639         .open           = xfs_dir_open,
1640         .read           = generic_read_dir,
1641         .iterate_shared = xfs_file_readdir,
1642         .llseek         = generic_file_llseek,
1643         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1644 #ifdef CONFIG_COMPAT
1645         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1646 #endif
1647         .fsync          = xfs_dir_fsync,
1648 };